河北保定2013年高考物理最新权威核心预测
物理实验
第1课时 力学实验
重点热点透析
题型1 基本仪器的使用
力学中考查的基本测量仪器有：刻度尺、游标卡尺、打点计时器、螺旋测微器、天平、秒表、弹簧秤．要熟悉各种基本仪器的构造及其原理，其次对于仪器读数问题，要掌握有效数字的有关知识和估读方法，一般来说，除游标卡尺、秒表外，其它测量仪器都需要估读．
【例1】(2008·山东调研)一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm．用它测量某物体长度示数如图10一1—1所示，则该物体的长度是 cm．
规律总结
1．游标卡尺在读数时注意先确定各尺的分度，把数据读成以毫米为单位，先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加。
2．游标卡尺读数时不需要估读
【强化练习1】(2008·南通模拟)如图10一1—2所示游
标卡尺的读数为 ．
【例2】(2008·海南·13)某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径，测微器的示数如图10一1—3所示，该金属丝直径的测量值为 mm．
规律总结
螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出，由可动刻度的O位置判定，要准确到0.01mm，估读数0.001mm，即结果若用mm做单位，则小数后必须保留三位。
【强化练习2】(2008·南通模拟)图10一1—4中给出的是用螺旋测
微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为_____mm
题型2 验证性实验
【例3】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，下列叙述中错误的是
A．同一次实验，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动
B．用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角总为90o，以便于算出合力的大小
C．两个分力F1和F2间的夹角尽量大些，大小要适当大些
D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
误区点拨
本实验结果有明显偏差的原因很多，但归纳起来可分为两类：一类是在实验操作过程中所产生的，如O点位置变动，弹簧测力计与木板平面不平行，弹簧测力计的使用和读数不正确（读数时要注意弹簧测力计零刻度的位置）等；另一类是在处理实验数据时所产生的，如力的方向的标注，力的图示（平行四边形作图）的不准确等，所以一定要注意有可能产生这偏差的原因，另外，用作图法来处理实验数据并得出结论时，规范的作图，至关重要，要养成平推三角板画平行线的作图习惯。
【强化练习3】(2008·威海模拟)用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形法则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是
A．使用测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点
B．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
C．两细绳套必须等长
D．用测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程
E．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
【例4】(2008·山东调研)某同学想用平板小车装置验证牛顿第二定律．他将左端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，小车后面接好纸带，纸带穿过打点计时器．设小车质量为M，滑轮另一端悬挂的砝码质量为M他用mg作为小车在运动方向受到的合外力F，用纸带计算出对应的加速度
(1)他这样做实验的系统误差主要有哪两个因素引起?这两种系统误差分别使小车在运动方向受到的合外力F的测量值比真实值偏大还是偏小?怎样尽量减小这种系统误差?
(2)为了验证∝，应该保持 不变．该同学按照正确的操作步骤得到了5组和M的数据并填在了下表中．为了用图象法验证关系∝，还需要做什么工作?请你继继完成
(m/s)2
0.98
0.80
0.66
0.58
0.50
M (kg)
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
(3)在做上步实验时，砝码的质量大约是多少?
拓展探究
在研究加速度与质量的关系时，为什么要用为横坐标，加速度为纵坐标，描绘图象，而不是描绘图象？
【强化练习4】（2008·佛山模拟）实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧称、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律。
（1）实验中因涉及的物理量较多，彩采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持__________不变，验证物体__________越小加速度越大；再保持__________不变，验证物体越大，加速度越大。
（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到斜面底端的时间，实验装置如图10－1－5所示，试回答下列问题：
①改变斜面倾角的目的是： ．
②用秒表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这做的好处是：
(3)如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况．某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个记数点(图10－1－6中每相邻两个记数点间还有4个打点计时器打下的点未画出)，打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐．
①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，请你帮他完成．
线段
OA
OB
OC
OD
OE
OF
数据(cm)
…
…
…
…
…
…
②由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的瞬时速度，其中打E点时的速度vE是 m / s，(取三位有效数字)
③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076 m／s、
0.119 m／s、0.162 m／s、0.204 m／s．试根据以上数据和你求得的E
点速度在10—1—7所给的坐标中，作出v－t图象．要求标明坐标及
其单位，坐标的标度值(即以多少小格为一个单位)大小要取得合适，
使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸．从图象中求得物体的加
速度= m／s2(取两位有效数字)．
【例5】(2008·江苏·11)某同学利 用如图10－1—8所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为．
(1)若轨道完全光滑， 2与h的理论关系应满足2＝ (用H、h表示)．
H(10-1m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
x2(10-1m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
请在图10－1－9给
出的坐标纸上作出
x2-h关系图。
（3）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_____________（填“小于”或“大于”）理论值。
（4）从关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_________________
【强化练习5】(2008·南京模拟)某研究性学习小组用如图10－1—10(a)所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即。直接测量摆球到达B点的速度比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出。如图(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为，小球的质量为m．
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程 cm.
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度=_______________
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量_______,动量的增加量，_________
题型3 探究性实验
【例6】(2008·广东·16)某实验小组采用图10－1－11所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz．
（1）实验的部分步骤如下：
① 在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，
连在小车后端，用细线连接小车和钩码。
②将小车停在打点计时器附近，_______，______，
小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列 点，____________；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图10－1－12是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得计数点到O的距离x及时应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果在表I中的相应位置。
（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，_______做正功，____________做负功。
（4）实验小组根据实验数据绘出了图10－1－13中的图线（其中），根据图线可获得的结论是__________。要验证“动能定理”，还需测量的物理量是摩擦力和________________
表1 纸带的测量结果
测量点
x / cm
v / (m·s-1)
O
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60
【强化练习6】(2008·连云港、徐州、淮安、宿迁四市联考)科学探究活动通常包括以下几个环节：①提出问题，②猜想与假设，③制定计划与设计实验．④进行实验与收集证据，⑤分析与论证，⑥评估，⑦交流与合作等．一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题．
(1)这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积的大小成正比，这属于上述科学探究的——环节(填序号)．
(2)为完成本实验，需要自己选用器材。其中他选用的木块应是下列选项中的
A．各面粗糙程度相同的正方体
B．各面粗糙程度不同的正方体
C．各面粗糙程度相同，长、宽、高不同的长方体
D．各面粗糙程度不同，长、宽、高不同的长方体
(3)在本实验中，该同学设计了两种实验方案：
方案一：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图10一1—14甲所示．
方案二：木块与弹簧秤相连，弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板,如图乙所示．
①上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是__________
(填“方案一”或“方案二”)
②该实验应该记录的数据有_____
_____________________________
③如何根据数据分析并判断原来的猜想？____________________________________
备考能力提升
1． (2008．宁夏·22Ⅱ)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图10一1—15所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
（1）图10－1－16给出的实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，根据图中数据计算的加速度＝__________（保留三位有效数字）
（2）回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有___________（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度 B．木板的质量
C．滑板的质量 D．托盘和砝码的总质量 E．滑块运动和时间
②测定①中所选定的物理量时需要的实验器材是______________
（3）滑块与木板间的动摩擦因数＝____________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为）。与真实值相比，测量的动摩擦因数_________（填“增大”或“偏小”）。写出支持你的看法的一个论据：_____________________________________
2．(2008·南通、扬州、泰州模拟)(1)如图10一1—17图所示，甲图中游标卡尺的读数为 mm。乙图中螺旋测微器的读数为 mm．
(2)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，图10—1—18甲为实验装置示意图，小车放在光滑水平轨道上，一端挂有钩码的细线跨过定滑轮与小车相连(图中未画出)，打点计时器接频率为50 Hz的交流电，接通电源，让小车由静止开始运动．实验中得到了一条纸带，纸带上每5个点取一个计数点，经测量第6个和第7个计数点间的距离为7.29 cm，第7个和第8个计数点间的距离为8.31 cm，
则打第7个计数点时小车的瞬时速度= m／s．
实验中用同样方法测出其它各点的瞬时速度，描点作出其v-t图象(如图乙所示)，根据图象算得小车0～1.0 s时间内加速度大小= m／s2；在图线右部分发生明显弯曲，你认为产生这一现象的原因是
3．(2008·南京模拟)某同学在实验室用如图10一1—19所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．
(1)为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用
(填“电磁式打点计时器”或“电火花式计时器”)，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能 ．
(2)在 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制 不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
(3)在此试验中，此同学先接通计时器的电源,再放开纸带,如图10-1-20是在m=100 g，M=1 kg情况下打出的一条纸带，0为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图10--1--20所示，则小车的加速度为 m／s2，打B点时小车的动能Ek= J，从开始运动到打出B点时，绳的拉力对小车做功W= J．(保留2位有效数字，g＝9.8 m／s2)
(4)在第(3)中绳的拉力对小车做功Ⅳ和小车获得的动能Ek不相等，请你举出导致不等的可能原因
4．(2008·盐城模拟)某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝，②W∝2，③W∝,他们的实验装置如图10－1—21甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)．在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议．
(1)请你简要说明为什么不需要测出物体的质量?
(2)让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……，读出小球每次通过Q点的速度、、、……，并绘制了如图乙所示的L-v图象．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应怎么做?
（3）在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么？
5．某探究学习小组的同学欲以图10－1－22装置中的滑块为对象验证“动能定理”，它们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放木桶，滑块处于静止状态，若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有
___________________________________
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是
（3）在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小（），则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为_________________________________________________（用题中的字母表示）
（4）如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小 ()．要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，则最终需验证的数学表达式为
(用题中的字母表示)．
6．(2008·聊城模拟)在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中
（1）某同学在实验中得到的纸带如图10一1—23所示，其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点，它们到运动起始点O的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm．已知当地的重力加速度g=9.80 m／s2，打点计时器所用电源频率为50 Hz，重锤质量为1.00kg请根据以上数据计算重物由O点运动到C点的过程中，重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J．(取三位有效数字)
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，它们前两个点间的距离分别是1.0 mm、1.9mm、4.00 mm．那么一定存在操作错误的同学是 ，错误原因是
(3)某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的势能，则出现这一问题的原因可能是(填字母代号)．
A．重锤的质量测量错误
B．交流电源的频率不等于50 Hz
C．重锤下落时受到的阻力过大
D．处理数据时，g取为10 m／s2
第2课时 电学实验
题型1 基本仪器的使用和读数
电学实验中考查的基本仪器有：电火花计时器或电磁打点计时器、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱、传感器等．
【例1】(2008·宁夏·22 I)图10―2―1为一正在测量中的多用电表表盘．
（1）如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为 Ω．
（2）如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为 mA
（3）如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为 V．
规律总结
万用表表盘由刻度线、指针和机械调零钉组成，在高中阶段主要用来测量交、直流电压；交直流电流和电阻，使用万用表测电阻时，要注意以下几个问题：
（1）使用前首先要对电表进行机械调零，再对电表进行欧姆调零。
（2）选择合适的倍率，指指针指示在中间位置附近，最好不使用刻度左边三分之一的部分，这部分刻度密集，读数误差较大。
（3）不能带电测量
（4）被测电阻不能有并联支路
（5）由于多用电表的欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字即可。
在对电流表或电压表进行读数时，要注意选择电流表、电压表的不同量程时，其最小刻度不同，其读数规则也相应不同。
①最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一拉按十分之一估读。
②最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，估读时同一位上估读，同一位分别按二分之一或五分之一估读，不是半小格的舍去，超过半小格的按一个格估读。
【强化练习1】（2008·南通模拟）图10－2－2中电流表和电压表的读数是：________、___________。
题型2 测定性实验
【例2】（2008·山东调研）某同学在实验室测汽车电热器Rx的电功率，此电热器额定电压为12 V(车用蓄电池输出高直流电压)，该同学用学生电源代替蓄电池，输出电压为16 V，导线、开关等已经备齐，供选择的器材还有：
A．电流表(0～3 A，0.1Ω)
B．电流表(0～0.6 A，10Ω)
C．电压表(0～3 V，1 kΩ)
D．电压表(0～15 V，30 kΩ)
E．滑动变阻器(0~10Ω，0.5 A)
F．滑动变阻器(0~10Ω，2 A)
该同学测量的数据记录如下
U/V
0
2.2
3.0
5.0
8.0
10.0
12.0
I/A
0
0.15
0.20
0.30
0.40
0.45
0.50
（1）合理选择使用的器材：电流表选 ，电压表选 ，滑动变阻器选 ．(填序号)
（2）画出合理的测量电路图．
（3）在图10－2－3中的坐标纸上作出U－I图象。
（4）电热器的额定功率为__________W
规律总结
电学实验器材主要是电表、滑动变阻器、电源等器材，选择实验器材一般要考虑四个方面因素：
1．安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流；
2．误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可有使指针接近满量程，其指针应偏转到满刻度的1/3以上；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位。
3．便于操作，选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围要既能满足实验要求，又便于调节，在实验过程中，应使其大部分电阻线都用到。
4．实验要求，除以上三个因素外，还应注意实验实际，如电压是否能从零开始起调，所给电源与用电器是否匹配等。
【强化练习2】（2008·西安模拟）一只小灯泡，标有“3V，0.6W”字样，现用图10－2－4给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R1.（滑动变阻器最大阻值为10Ω，电源电动势为12V，电阻为1Ω；电流表内阻为1Ω，电压表的内阻为10kΩ）。
（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用__________（选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器的连接方式应采用_____________（选填“分压式”或“限流式”）。
（2）将你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）画在下面的虚线框中。
（3）用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最___________端）（选填“ 左”或“右”）
（4）若小灯泡发光暗时的电阻为R2，你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系为：R1_______R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【例3】在一次研究性学习活动比赛中，李明同学利用如图10－2－5所示的电路，精确测出电池的电动势E和内阻。图中A是电流表，其内阻很小，V为电压表，其内阻很大，R是一个限流电阻，阻值未知，3个开关S1、S2、S3都处于断开状态。
（1）写出测量电池的电动势和内阻的实验步骤，用适当的符合表示该步骤中应测的物理量。
（2）用所测得的物理量表示电池电动势的表达式为E＝_____________；电阻的表达式为＝_________________
规律总结
仔细审题研究电路的连接情况，看一下各个开关的作用，接通一个是什么样的电路，接通另外几个是什么样的电路，弄清这些之后，对各种情况下电路测量的量根据欧姆定律列出算式计算，求解时注意销掉非直接测量量。
【强化练习3】甲同学设计了如图10－2－6所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值，实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0~99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
（1）先测电阻R1的阻值，请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S2切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，_______________________________，读出电压表的示数U2，则电阻R1的表达式为R1＝________________
（2）甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图10－2－7所示的图线，则电源电动势E＝____________V，电阻R2＝___________Ω。
（3）利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2，这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围____________（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以_________同学的做法更恰当些。
题型3 应用型实验
【例4】（2008·山东·23）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家，材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度，若图10－2－8为某种磁敏电阻在室温下的电阻－磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值，为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB，请按要求完成下列实验。
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图10－2－9的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响），要求误差较小，提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0=150Ω
B．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
C．电流表，量程2.5mA，内阻约30Ω
D．电压表，量程3V，内阻约3kΩ
E．直流电源E，电动势3V，内阻不计
F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
1
2
3
4
5
6
U（V）
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I（mA）
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=________Ω，结合图10－2－8可知待测磁场的磁感应强度B＝______T。
（3）试结合图10－2－8简要回答，磁感应强度在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻在一定温度下的电阻－磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
命题特点
本题以当前科技前沿问题为设题背景，新颖独特，重点考查了伏安法测电阻的知识，在能力上重点突出了分析综合能力和实验与探究能力。
【强化练习4】要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材：
待测线圈L，阻值约为3Ω
滑动变阻器R1：阻值约为0～10Ω
滑动变阻器R2：阻值约为1～1 kΩ
电池E：电动势6 V，内阻很小
开关S两个，导线若干
（1）在如图10—2—11所示的设计电路图中，由题意知，电流应选 ，电压表应选 。滑动变阻器应选 （填代号）
（2）根据本实验电路测出L的阻值____________真实值。（填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）某学生进行的实验步骤如下：
A．按电路图连接好实验电路
B．合上开关S2、S1，移动滑动变阻器的滑动触头到适当位置，读出电流表和电压表的读数I1、U1
C．移动滑动变阻器的滑动触头到适应位置，读出电流表和电压表的读数I2、U2，重复三次
D．先断开开关S1，再断开开关S2，拆除实验装置，整理好器材上述实验步骤中有错误的一项为___________，应改变_____________________________。
备考能力提升
1．(2008·威海模拟)某同学用一多用电表测量电阻时，他感觉测得的结果不够准确，经过反复检查、测量，认为自己的测虽没有任何问题，是多用电表的欧姆挡不准，且表头没有问题，而是欧姆挡的中值电阻(即内阻)不准，他准备用实验测量一
下它的中值电阻．该多用电表的欧姆挡的中间刻度为“30”，他手头有的器材如下：
A．电流表：有0.6 A、3 A两个量程
B．电压表：有3 V、15 V两个量程
C．滑动变阻器：最大阻值100Ω
D．电源：电动势1.5 V
E．电阻箱：0～9 999.9Ω
F．开关、导线
(1)请你用最简单的方法测量该多用电表×10挡的中值电阻，简述测量方法．
(2)若实验测得的值为350 n，则用该挡测量电阻时测得的值总是偏 ．
2．(2008·汕头模拟)（1）图10—2—12中螺旋测微器的读数是 mm．
（1）某研究性学习小组利用图10—2—13甲所示电路测量某电池的电动势E和内阻r．由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接人了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0．闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数)：
为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是
计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到E= V，r= Ω．
3．(2008·烟台模拟)从下列器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能的测量精度，并能得到多组数据．
金属丝(L) 长度为L0的直径为D 电阻10Ω左右
电流表(A1) 量程30 mA 内阻r1 =40Ω
电流表(A2) 量程2 mA 内阻r2=100Ω
电阻(R1) 阻值为l kΩ
滑动变阻器(R2)总阻值约20 Ω
电池(E) 电动势1.5 V 内阻很小
开关(S)
导线若干
(1)在下列方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻率，则=___________________，式中各未知符号的物理意义是
4． (2008·南通、扬州、泰州联考)一兴趣小组通过实验探究某金属丝的电阻与温度的关系．实验中有如下器材：金属丝R (常温下，电阻约9Ω)，电压表V(O～3 V，内阻约3 kΩ)、电流表A(0～300 mA，内阻约1Ω)，温控箱(能显示温度并可调节温度)、直流电源(3 V，内阻可不计)、开关、导线若干．另有滑动变阻器Rl(10Ω，2 A)和R2(200Ω，1 A)供选用．
（1）实验中用伏安法测量金属丝的电阻，要求电压变化从零开始，多取几组数据，通过图象求出电阻的平均值．请在图10一2—14中画出实验电路图．上述器材中滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”)．
(2)实验中改变温控箱的温度，分别测出了金属丝在不同温度下的电阻值(如下表所示)．请在图10—2—15坐标图中描点作出该金属丝的R一t图象．
从图象中可以发现金属丝的电阻和温度t的关系为R=
5．(2008·连云港、徐州、淮安、宿迁四市联考)现提供以下器材：
①电压表v1(量程6 V，内阻约为30 kΩ)
②电压表V2(量程3 V，内阻约为3 kΩ)
③电池E(电动势6 V，内阻不计)
④定值电阻R1—3 kΩ
⑤滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω)
⑥电键S一个，导线若干
（1）在所给的两只电压表中，能较准确地测出电压表 的内阻(选填“V1”或“V2”)
（2）根据你的选择，请在方框中画出实验电路原理图(标注所用器材符号)．
（3）实验中，要读出的物理量有 (写出物理量名称并用相应字母表示)．
（4）请用已知量和测量量对应字母表示被测电压表内阻的表达式Rv＝ ．
6．(2008·盐城模拟)（1）一只标有“18 V，lO W”的灯泡，正常工作时的电阻为 Ω；若用多用电表的欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的阻值应 (填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作时的电阻．
（2）在测定小灯泡电阻的实验中，得出小灯泡的伏安特性图线如图10一2—16所示，图线上P点的横坐标和纵坐标分别为U1和I1．PN为图线中P点的切线，P、N两点横坐标之差和纵坐标之差分别为△U和△I．则下列说法中正确的是 ( )
A．小灯泡的电阻随着所加电压的增大而增大
B．小灯泡的电阻是定值，不随所加电压的增大而变化
C．电流为I1时，小灯泡的电阻R=U1／I1
D．电流为I1时，小灯泡的电阻R=△U／△I
（3）请你用下列器材设计一个实验，测定一只标有“18 V，8 W”的灯泡L工作时的实际电阻值．
A．输出电压为12 V的交流电源
B．单刀双掷开关一只
C．电阻箱一只(0～999Ω，额定电流1 A)
D．交流电流表一只(0～0.6 A)
E．导线若干
①请在图10一2—17中画出实验电路图．
②简要写出实验步骤．
7．(2008·石景山模拟)如图10一2—18甲所示为测量电阻Rx的电路，R为电阻可读可调的电阻箱，为阻值适当的保护电阻，电源E的电动势未知，S为单刀双掷开关，电流表为毫安表，请完成以下填空．
(1)测量Rx的步骤为
①将图甲中S向端闭合，毫安表(接0～0.6 mA挡)的读数图乙I mA．
②将图甲中S向端闭合，适当调节电阻箱R使得毫安表的读数 mA，记下此时电阻箱图丙的读数Rx= Ω，那么，在本实验中所测电阻Rx= Ω．
(2)按图甲所示的电路，在实物图丁上用实线连好电路.
8.(2008·山东调研)现测一个阻值约为25 kΩ的电阻。备有下列器材 j
A．电流表(量程100A，内阻2 kΩ)
B．电流表(量程500A，内阻300Ω)
C．电压表(量程10 V，内阻100 kΩ)
D．电压表(量程50 V，内阻500 kΩ)
E．直流稳压电源(电动势15 V，允许最大电流1 A)
F．滑动变阻器(最大电阻1 kΩ，额定功率1 w)
G．导线若干
(1)电流表应选 ，电压表应选 ．
(2)画出测量电阻Rx的实验原理图．
9·(2008。福州模拟)发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，在电路中的符号是“”，只有电流从标有“+”号的端流人，从标有“一”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻．现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图10一2—19所示．
(1)已知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0V．若用电动势为9 V，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为 Ω的定值电阻．
(2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56 mA，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致．可选用的器材有：
待测发光二极管
直流电源E(电动势4．5 V，内阻可以忽略不计)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电压表V1(量程10 V，内阻约50 kΩ)
电压表V2(量程5 V，内阻约20 kΩ)
电流表A1(量程100 mA，内阻约50 Ω)
电流表A2(量程60 mA，内阻约100 Ω)
电键S、导线若干
为准确、方便地进行检测，电压表应选用 ，电流表应选用 ．(填字母符号)
（3）画出利用图（2）中器材设计的实验电路图。
专题过关测评
1．在用图10－1所示装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力的数值
B．通过改变像皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
2．（2008·烟台）在验证牛顿第二定律的实验中，根据实验数据描绘出三条a－F图线如图10－2所示，下列说法正确的是
A．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量相同
B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同
C．直线1对应的小车和砝码的总质量最大
D．直线3对应的小车和砝码的总质量最大
3．（2008·江苏·10）某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：
（1）用螺旋测微器测量某一导线的直径如图10－3所示，读得直径d＝_______mm。
（2）该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。
（3）若导线的电阻率Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度
＝_____m（结果保留两位有效数字）
4．（2008·大连模拟）如图10－4所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上相邻计数点的时间间隔为T＝0.1s，其中＝7.05cm、、、、、，则A点处瞬时速度的大小是________m/s，小车运动的加速度计算表达式为_______________________，加速度的大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字)
5．（2008·潍坊模拟）现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图10－5甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围0－999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用。
（1）实验室备有的定值电阻共有以下几种规格：
A．10Ω B．50Ω C．150Ω D．500Ω
本实验应选用规格为___________的定值电阻。
（2）该同学接入符号要求的R0后，闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝_______________V，内阻r＝_________Ω
6．17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律．受此启发，一组同学研究“金属线材料伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：
A．有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．
B．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用螺旋测微器、激光测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．
C．通过实验取得如下数据：
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善．
(1)上述科学探究活动的环节中，属于“制定计划”和“收集证据”的环节分别是(填字母代号) 、
(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确．若有错误或不足，请给予修正．
(3)求出这种线材的伸长量与拉力F以及线材的长度L、截面积S之间的定量关系式．
7．(2008·汕头模拟)现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数，给定的器材如下：一倾角可以调节的长木板(如图10一6所示)、木块、计时器一个、米尺．
(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：
①让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜面底端A处，记下所用的时间t．
②用米尺测量D与A之间的距离，则木块的加速度＝_____________
③用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高度和长木板的总长度．设木块所受重力为mg，木块与长木板之间的动摩擦因数为，则木块所受的合外力
F＝_____________
④根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数的表达式=___________，代人测量值计算求出的值．
⑤改变 ，重复上述测量和计算．
⑥求出的平均值．
（2）在上述实验中，如果用普通的秒表作为计时器，为了减少实验误差，某同学提出了以下方案：
A．选用总长度较长的木板
B．选用质量较大的木块
C．使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远一些
D．使长木板的倾角尽可能大一点
其中合理的意见是_____________（填入代号）
8．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0－10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）
（1）请在图10－7方框中画出实验电路图。
（2）在图中画出小灯泡的I－U曲线
（3）把本题中的两个相同的小灯泡L并联接到图示电路中，若电源电动势E＝2.0V，内阻不计，定值电阻R＝1Ω，则此时每个小灯泡的功率是_________W。
9．在用自由落体运动验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图10－8所示，其中O是起始点，ABC是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O到三点的距离，并记录在图中（单位：cm），已知打点计时器的频率为50Hz，重锤质量为m，当地加速度为g=9.80m/s2.
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______________________________
（2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能是否守恒，先计算出该段重锤重力势能的减少量为_____________；接着从打点计时器打下的第1个点O数起，数到图中B点即打点计时器打下的第10个点，他用vB＝gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为_______。这样他发现重力势能的减少量_________（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是____________________
10．（2008·济南模拟）（1）用20分度的游标卡尺测物体的长度，如图10－9甲所示，读数为________m，用螺旋测微器测物体的厚度，如图乙所示，读数为_______m。
（2）某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：
①用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角太大（指针位置如图10－10中虚线所示）。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
a．
b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处。
c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_______________
②该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器
A．直流电源（电压3V，内阻不计）
B．电压表V1（量程0－6V，内阻约为5kΩ）
C．电压表V2（量程0－15V，内阻约为25kΩ）
D．电流表A1（量程0－25mA，内阻约为1Ω）
E．电流表A2（量程0－250mA，内阻约为0.1Ω）]
F．滑动变阻器一只，阻值0－20Ω
G．电键一只，导线若干
在上述仪器中，电压表应选择________（填“V1”或“V2”）
电流表应选择_______（填“A1”或“A2”）。请在方框内画出电路原理图。
③根据所设计的实验原理图，将图10－11中实物连接成测量电路。
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