2017版高考物理一轮复习 高考AB卷 专题十二 实验与探究_中学教育-高考.pdf

专题十二 实验与探究 A卷 全国卷 基本仪器的使用 1.(2013新课标全国，23，8 分)(难度)某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程 5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5 k；导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡，再将红表笔和黑表笔，调零点。(2)将图(a)中多用电表的红表笔和(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 k 和 V。(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0 k 和 4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为 k。(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，电阻“1 k”挡内部电路的总电阻为 k。解析(1)多用电表欧姆挡调零的方法是先把红、黑表笔短接，再调节欧姆调零旋钮，使指针满偏。(2)多用电表内部电池的正极与黑表笔相连，要保证电流从电压表的“”接线柱流入、“”接线柱流出，故红表笔和“1”端相连。(3)多用电表指针指向“15”，挡位“1 k”，故多用电表的读数为 15.0 k；电压表读数时要估读，读数为 3.60 V。(4)滑动变阻器接入电路的阻值为零，故多用电表的读数即为电压表内阻。(5)由题图(b)知，此时多用电表指针指向中值，故此时内、外电阻均为 15 k，此时的电压表示数为 3.60 V 3 60 VRVR RV rE RV2rE 解得 E 9.00 V 答案(1)短接(2)1(3)15.0 3.60(4)12.0(5)9.00 15.0 2(2012新课标全国卷，22，5 分)(难度)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为 mm，图(b)所示读数为 mm，所测金属板的厚度为 mm。解析 依据螺旋测微器读数的基本原理，0.5 毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，则图(a)读数为 0.010 mm，图(b)读数为 6.870 mm。答案 0.010(0.009 或 0.011 也对)6.870(6.869 或 6.871 也对)6.860(6.858 6.862)力学实验 3(2016全国卷，22，5 分)(难度)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表 图(a)图(b)该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度大小为，打出 C 点时重物下落的速度大小为，重物下落的加速度大小为。(2)已测得 s1 8.89 cm，s2 9.50 cm，s3 10.10 cm；当重力加速度大小为 9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%。由此推算出 f 为 Hz。解析(1)由于重物匀加速下落，B 点的速度 vB等于 AC段的平均速度，即 vBs1 s22T 由于 T1f，故 vBf2(s1 s2)同理可得 vCf2(s2 s3)匀加速直线运动的加速度 a v t 故 avC vBTf2（s2 s3）（s1 s2）1ff22(s3 s1)(2)重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得 mg F阻 ma 由已知条件 F阻 0.01 mg 由得 a 0.99 g 由得 f 2as3 s1，代入数据得 f 40 Hz 答案(1)f2(s1 s2)f2(s2 s3)f22(s3 s1)(2)40 4(2016全国卷，22，6 分)(难度)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图(a)(1)实验中涉及到下列操作步骤：把纸带向左拉直 松手释放物块 接通打点计时器电源 向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号)。(2)图(b)中 M和 L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz。由 M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s。比较两纸带可知，(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。图(b)解析(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为。(2)物块脱离弹簧时速度最大，v x t2.581020.02 m/s 1.29 m/s；由动能定理 Ep12mv2，据纸带中打点的疏密知 M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较大。答案(1)(2)1.29 M 5(2016全国卷，23，10 分)(难度)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 N 5 个，每个质量均为 0.010 kg。实验步骤如下：电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表 图(a)(1)将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将 n(依次取 n 1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余 N n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s，绘制 s t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度 a。(3)对应于不同的 n 的 a 值见下表。n 2 时的 s t 图象如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留 2 位有效数字)，将结果填入下表。n 1 2 3 4 5 a/ms2 0.20 0.58 0.78 1.00 图(b)(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出 a n 图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。图(c)(5)利用 a n 图象求得小车(空载)的质量为 kg(保留 2 位有效数字，重力加速度取 g9.8 ms2)。电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是(填入正确选项前的标号)A a n 图线不再是直线 B a n 图线仍是直线，但该直线不过原点 C a n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大 解析(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图(b)中点(2，0.78)代入 s12at2可得，a 0.39 m/s2。(4)根据描点法可得如图所示图线。(5)根据牛顿第二定律可得 nmg(M 5m)a，则 amgM 5mn，图线斜率 kmgM 5m1.005，可得 M 0.45 kg(6)若不平衡摩擦力，则有 nmg M(5 n)m g(M 5m)a，则 amg mgM 5mn Mg 5 mgM 5m，所以 a n 图线仍是直线，但直线不过原点，斜率变大，故 B、C 正确。答案(3)0.39(4)见解析图(5)0.45(6)BC 6(2015新课标全国，22，6 分)(难度)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为 R 0.20 m)。完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为 1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为 电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为 m；多次从同一位置释放小车，记录各次的 m值如下表所示：序号 1 2 3 4 5 m(kg)1.80 1.75 1.85 1.75 1.90(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 N；小车通过最低点时的速度大小为 m/s。(重力加速度大小取 9.80 m/s2，计算结果保留 2 位有效数字)解析(2)由图(b)可知托盘称量程为 10 kg，指针所指的示数为 1.40 kg(4)由多次测出的 m值，利用平均值可求 m 1.81 kg。而模拟器的重力为 G m0g 9.8 N，所以小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 FN mg m0g7.94 N；根据径向合力提供向心力，即 7.94 N(1.40 1.00)9.8 N0.4 v2R，解得 v1.4 m/s。答案(2)1.40(4)7.9 1.4 7(2014新课标全国，22，6 分)(难度)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为 200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题。(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成(填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知，a m图线不经过原点，可能的原因是。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措 施 是，钩 码 的 质 量 应 满 足 的 条 件是。解析(1)由小车的加速度与钩码质量的关系图可知，描的点不在一条直线上，两者为非电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表线性关系。(2)由关系图可知，当钩码质量不为零，即小车受到一定的拉力时，其加速度为零，原因可能是小车受到摩擦力的作用。(3)调节轨道的倾斜度，平衡摩擦力，使得小车受的合力等于绳对小车的拉力。分别对小车和钩码受力分析，由牛顿第二定律得，F Ma和 mg F ma，解得 FMmgM m，可知当 M m时，F mg。因此，平衡摩擦力后，再使钩码的质量远小于小车的质量，就可以直接以钩码的重力作为小车受到的合外力。答案(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量 8(2013新课标全国，22，7 分)(难度)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：(a)用天平测量物块和遮光片的总质量 M、重物的质量 m，用游标卡尺测量遮光片的宽度 d；用米尺测量两光电门之间的距离 s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门 A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A和光电门 B 所用的时间 tA和 tB，求出加速度 a；多次重复步骤，求 a 的平均值 a；根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题：(b)(1)测量 d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1 mm)的示数如图(b)所示，其读数为 cm。(2)物块的加速度 a 可用 d、s、tA和 tB表示为 a。(3)动摩擦因数 可用 M、m、a和重力加速度 g 表示为。(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统误差”)。解析(1)游标卡尺的读数为 9 mm 120.05 mm 9.60 mm 0.960 cm 电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(2)由 v2B v2A 2as，vAd tA，vBd tB，联立得 a（d tB）2（d tA）22s(3)设细线的张力为 T，对 M有 T Mg Ma 对 m有 mg T ma 联立两式得 mg（M m）aMg(4)细线没有调整到水平，造成张力 T 不水平，若此时以 T 水平来分析计算，会造成测量值总是偏大或偏小，这种由于实验操作造成的误差，属于系统误差。答案(1)0.960(2)12sd tB2d tA2(3)mg（M m）aMg(4)系统误差 9(2013新课标全国卷，22，8 分)(难度)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图(a)回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能 Ep与小球抛出时的动能 Ek相等。已知重力加速度大小为 g。为求得 Ek，至少需要测量下列物理量中的。(填正确答案标号。)A 小球的质量 m B小球抛出点到落地点的水平距离 s C桌面到地面的高度 h D 弹簧的压缩量 x E弹簧原长 l0(2)用所选取的测量量和已知量表示 Ek，得 Ek。电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表 图(b)(3)图(b)中的直线是实验测量得到的 s x 图线。从理论上可推出，如果 h 不变。m增加，s x 图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”)：如果 m不变，h 增加，s x 图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图 b 中给出的直线关系和 Ek的表达式可知，Ep与 x 的 次方成正比。解析(1)实验需求出小球离开桌面时的动能，故要测量小球的质量 m和小球离开桌面时的速度 v0，由平抛运动的规律可知，小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，通过测量桌面到地面的高度 h 可求得时间，再测出小球水平方向上的位移 s，由分运动的等时性可求出 v0的大小。(2)由(1)问所述可知 s v0t，h12gt2，Ek12mv20，联立以上各式可得 Ekmgs24h。(3)Ep Ekmgs24h，则 s4hEpmg，故 s x 图线的斜率与hm成正比。若 h 不变 m增加，则斜率减小；若 m不变 h 增加，则斜率增大。由于 s x 图线为直线，故 Ep(x)2。答案(1)ABC(2)mgs24h(3)减小 增大 2 电学实验 10.(2016全国卷，23，10 分)(难度)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过 Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9)，直流电源(输出电压为 U，内阻不计)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2 000)，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知 U约为 18 V，Ic约为 10 mA；流过报警器的电流超过 20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在 60 时阻值为 650.0。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为；滑动变阻器 的 滑 片 应 置 于(填“a”或“b”)端 附 近，不 能 置 于 另 一 端 的 原 因是。将开关向(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。解析(1)热敏电阻工作温度达到 60 时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为 60 时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值 650.0，使报警器能正常报警，电路图如答案图。(2)U 18 V，当通过报警器的电流 10 mA Ic20 mA，故电路中总电阻 R UIc，即 900 R 1 800，故滑动变阻器选 R2。(3)热敏电阻为 650.0 时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为 650.0，实验调试时，将开关置于 c 端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于 b 端。答案(1)如图所示(2)R2(3)650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警 11(2016全国卷，23，9 分)(难度)某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻值 99 999.9)，滑动变阻器 R1(最大阻值 50)，滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干。图(a)实验步骤如下 按电路原理图(a)连接线路；电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表 将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关 S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00 V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。图(b)(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为。(填正确答案标号。)A 100 A B 250 A C 500 A D 1 mA 解析(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选 R1可减小实验误差。(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：(3)电压表和电阻箱串联,两端电压分别为 2.00 V 和 0.50 V,则 RV 4R 2 520。(4)电压表的满偏电流 IgURV2.52 520 A1 mA，故选项 D正确。答案(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D 12(2016全国卷，22，5 分)(难度)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和 a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表出)的 N极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A 适当增加两导轨间的距离 B换一根更长的金属棒 C适当增大金属棒中的电流 其中正确的是(填入正确选项前的标号)。解析(1)实物连线如图所示。(2)根据公式 F BIL 可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fs mgs 12mv2，则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A、C 正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力 F不变，棒的质量变大，速度 v2Fsm gs 变小，B错误。答案(1)见解析图(2)AC 13(2015新课标全国，23，9分)(难度)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(1)已知毫安表表头的内阻为 100，满偏电流为 1 mA；R1和 R2为阻值固定的电阻。若使用 a 和 b 两个接线柱，电表量程为 3 mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为 10 mA。由题给条件和数据，可以求出 R1，R2。(2)现用一量程为 3 mA、内阻为 150 的标准电流表 对改装电表的 3 mA 挡进行校准，校准时需选取的刻度为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。电池的电动势为 1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻 R0有两种规格，阻值分别为 300 和 1 000；滑动变阻器 R有两种规格，最大阻值分别为 750 和 3 000。则 R0应选用阻值为 的电阻，R应选用最大阻值为 的滑动变阻器。(3)若电阻 R1和 R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的 R 为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则 图 中 的 d 点 应 和 接 线 柱(填“b”或“c”)相 连。判 断 依 据是：。解析(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比。若使用 a和 b 两个接线柱，量程为 3 mA，则通过 R1、R2的电流为 2 mA，则通过毫安表表头和 R1、R2的电流比为 12，所以电阻比为 21，可得 R1 R212Rg 50；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为 10 mA，通过 R1的电流为 9 mA，电流比为 19，可得电阻比Rg R2R191，即 R119(Rg R2)，整理可得 R1 15，R2 35。(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为1.50.000 5 3 000，最小阻值为1.50.003 500。若定值电阻 R0选择为 1 000，则无法校准 3.0 mA，所以选用的定值电阻 R0的阻值应为 300，由于最大阻值要达到 3 000，所以选用的滑动变阻器 R的最大阻值为 3 000。(3)为准确地判断出哪个电阻损坏，d 点应和接线柱“c”相连；若电流表无示数，则说明 R2断路，若电流表有示数，则说明 R1断路。答案(1)15 35(2)300 3 000(3)c 见解析 14(2014新课标全国，22)(难度)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx约为 200，电压表 V的内阻约为 2 k，电流表 A的内阻约为 10，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式 RxUI计算得出，式中 U与 I 分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1和 Rx2，则(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2(填“大于”“等于”或“小于”)真实电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表值。解析 根据题意，RVRxRxRA，故用内接法测量时更准确，所以 Rx1更接近真实值。测量值 Rx1实际上是待测电阻与电流表的电阻之和，所以 Rx1大于真实值。测量值 Rx2实际上是待测电阻与电压表的并联电阻值，所以 Rx2小于真实值。答案 Rx1 大于 小于 15(2013新课标全国，23，7 分)(难度)某同学用量程为 1 mA、内阻为 120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为 1 V 和 1 A 的多用电表。图中 R1和 R2为定值电阻，S 为开关。回答下列问题：(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。(2)开关 S 闭合时，多用电表用于测量(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关 S 断开时，多用电表用于测量(填“电流”、“电压”或“电阻”)。(3)表笔 A应为 色(填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值 R1，R2。(结果取三位有效数字)解析(1)见答案。(2)开关 S 闭合时，R1与表头和 R2并联，为电流表，因此用于测量电流；当开关 S 断开时，R2与表头串联，为电压表，因此用于测电压。(3)电流应从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，因此表笔 A应为黑色。(4)开关 S 断开时为电压表，U Ig(Rg R2)，解得 R2 880；开关 S 闭合时为电流表，R1Ig（Rg R2）I Ig 1.00。答案(1)连线如图所示 电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(2)电流 电压(3)黑(4)1.00 880 16(2012全国新课标卷，23，10 分)(难度)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中 D 为位于纸面内的 U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。(1)在图中画线连接成实验电路图。(2)完成下列主要实验步骤中的填空 按图连线。保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1。闭合开关 S，调节 R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D；然后读出，并用天平称出。用米尺测量。(3)用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B。(4)判定磁感应强度方向的方法是：若，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。答案(1)如图所示 电池的电动势和电阻挡内部电路的总电阻使用的器材有多用电表电压表量程内阻十几千欧滑动变阻器最大阻值导线若干回答下列问题将多用电表挡位调到电阻挡再将红表笔和黑表笔调零点将图中多用电表的红表笔和填或端相连黑表 和电压表的读数分别为和调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为和从测量数据可知电压表的内阻为多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池一个理想电表和一个电阻串联而 用电表欧姆挡调零的方法是先把红黑表笔短接再调节欧姆调零旋钮使指针满偏多用电表内部电池的正极与黑表笔相连要保证电流从电压表的接线柱流入接线柱流出故红表笔和端相连多用电表指针指向挡位故多用电表的读数为电压表(2)重新处于平衡状态 电流表的示数 I 此时细沙的质量 m2 D 的底边长度(3)|m2 m1|gIl(4)m2 m1 B 卷 地方卷 基本仪器的使用 1.(2015海南单科，11，6 分)(难度)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b