2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 物理實驗

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1、專題五　物理實驗 [考題·考點統(tǒng)計] 年份 試卷 題號和題型 分值 考查內(nèi)容 2020 新課標(biāo) 全國Ⅰ卷 22·填空 6分 讀數(shù)、牛頓第二定律的應(yīng)用 23·填空、畫圖象 9分 電表的改裝 新課標(biāo) 全國Ⅱ卷 22·填空 6分 測定動摩擦因數(shù) 22·填空、連圖 9分 半偏法測量電壓表的內(nèi)阻 2020 新課標(biāo) 全國Ⅰ卷 22·填空 6分 驗證牛頓運動定律 23·填空、畫圖象 9分 測電源電動勢和內(nèi)阻 新課標(biāo) 全國Ⅱ卷 22·填空 6分 伏安法測電阻 23·填空、畫圖象 9分 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 2020

2、新課標(biāo) 全國Ⅰ卷 22·填空 7分 測動摩擦因數(shù) 23·填空 8分 測電源電動勢和內(nèi)阻 新課標(biāo) 全國Ⅱ卷 22·填空 8分 探究彈簧的彈性勢能 23·填空、連圖 7分 電表的改裝 [考綱·考點展示] 主題 內(nèi)容 要求 實驗與 探究 實驗一：研究勻變速直線運動 1.會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等。 2．了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差、偶然誤差和用多次測量求平均值的方法減少偶然誤差；能在某些實驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差。

3、 3.知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達(dá)直接測量的結(jié)果。間接測量的有效數(shù)字運算不作要求。 實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實驗三：驗證力的平等四邊形定則 實驗四：驗證牛頓運動定律 實驗五：探究動能定理 實驗六：驗證機械能守恒定律 實驗七：測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器) 實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗十：練習(xí)使用多用電表 實驗十一：傳感器的簡單使用 [重點·規(guī)律闡釋] 通過對近3年高考試題的分析可以看出，高考對本專題的考查主要有以下3個方面： 1．實驗基本能力：重點考查游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、多用電表等的讀數(shù)、構(gòu)造

4、、原理、重要實驗方法、實驗器材的選擇、電路實物連線和運用圖象與表格分析處理實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)論、誤差分析及電學(xué)實驗中的故障分析等。 2．設(shè)計與創(chuàng)新能力：要求考生將教材中的實驗原理、實驗方法遷移到新的背景中，以完成新的實驗要求的設(shè)計性實驗，將逐步取代對原教材中實驗的考查。 3．實驗題類型近年高考通常表現(xiàn)為“一力一電”的考查模式。 [備考·應(yīng)試指導(dǎo)] 命題預(yù)測 2020年高考，可能在三個方面命題：一是儀器的原理和讀數(shù)(如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、多用電表等)；二是實驗原理和實驗器材的創(chuàng)新；三是實驗數(shù)據(jù)的處理方法?？疾榈念}型既有填空，又有連圖，難度中等或中等偏上。 備考策略 1．重點關(guān)注

5、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、多用電表、電阻箱等的讀數(shù)，電表量程、滑動變阻器及實驗電路的選取等。 2．“源于課本，不拘泥于課本”一直是高考實驗題命題的理念，所以熟悉課本實驗、抓住實驗的靈魂——原理，是我們復(fù)習(xí)的重中之重。 3．知識創(chuàng)新型實驗。例如設(shè)計型、開放型、探討型實驗等都有不同程度的創(chuàng)新，比如利用所學(xué)知識設(shè)計出很多測量重力加速度的實驗方案。其中，力學(xué)設(shè)計性實驗在近年高考中有加強的趨勢，應(yīng)引起高度重視。 考點1　游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)； 游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的正確使用和讀數(shù)是高考考查的熱點，考查題型為填空題。 1．游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 游標(biāo)尺 精確度(mm) 測量結(jié)果

6、(游標(biāo)尺上第n條刻度線與主尺上的某刻度線對齊時)(mm) 刻度格數(shù) 刻度總長度(mm) 每小格與1 mm差(mm) 10 9 0.1 0.1 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n 20 19 0.05 0.05 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n 50 49 0.02 0.02 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n 2.螺旋測微器的讀數(shù) 測量值＝固定刻度整毫米數(shù)＋半毫米數(shù)＋可動刻度讀數(shù)(含估讀值)×0.01 mm。 1．(2020·東北三省模擬)(1)某同學(xué)用自己發(fā)明的新式游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑，新式卡尺將主尺上39 mm在游標(biāo)尺上均分成20等份。如圖所示，則小鋼球的直

7、徑為d＝________ cm。 (2)該同學(xué)又用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑，示數(shù)如圖，則該金屬絲的直徑為________ mm。 [解析]　(1)游標(biāo)卡尺上每個格的實際長度為 mm＝1.95 mm，所以d＝10 mm＋0.05 mm×7＝10.35 mm＝1.035 cm。 (2)金屬絲的直徑d′＝1 mm＋0.01 mm×19.5＝1.195 mm。 [答案]　(1)1.035　(2)1.195(±0.002) 2．如圖甲所示游標(biāo)卡尺讀數(shù)為________ cm，圖乙中螺旋測微器讀數(shù)為________ mm。 甲　　　　　　　　　　　乙 [解析]　游標(biāo)卡尺的讀數(shù)

8、4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm＝0.420 cm；螺旋測微器的讀數(shù)9 mm＋20.0×0.01 mm＝9.200 mm。 [答案]　0.420　9.200(9.198～9.202均正確) 3．用游標(biāo)卡尺測得某樣品的長度如圖甲所示，其讀數(shù)L＝________ mm；用螺旋測微器測得該樣品的外邊長a如圖乙所示，其讀數(shù)a＝________ mm。 [解析]　根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，樣品的長度L＝20 mm＋0×0.1 mm＝20.0 mm。根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)方法，樣品的邊長a＝1.5 mm＋23.0×0.01 mm＝1.730 mm。 [答案]　20.0　1.730(1

9、.729～1.731均正確) 　　游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)“3點注意” 注意1：游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時先確定各尺的分度，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以毫米為單位的數(shù)據(jù)，先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標(biāo)尺數(shù)據(jù)，最后兩數(shù)相加。 注意2：螺旋測微器在讀數(shù)時，注意區(qū)別整刻度線與半毫米刻度線，注意判斷半毫米刻度線是否露出。 注意3：游標(biāo)卡尺讀數(shù)時不需估讀，而螺旋測微器讀數(shù)時需估讀。 1．(2020·福建高考)某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為________ cm和________ mm。 解析：用毫米刻度尺測量時，讀數(shù)應(yīng)讀到mm的下一位，即長度測量值為60.10

10、cm；題圖乙中游標(biāo)卡尺為五十分度游標(biāo)卡尺，精確度為0.02 mm，主尺讀數(shù)為4 mm，游標(biāo)尺第10條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為10×0.02 mm＝0.20 mm，所以金屬桿直徑測量值為4.20 mm。 答案：60.10　4.20 2．(2020·海南高考)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為________ cm，高度為________ mm。 解析：游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d＝12 mm＋4× mm＝12.20 mm＝1.220 cm 螺旋測微器的讀數(shù)為：h＝6.5 mm＋36.1×0.01 mm＝6.

11、861 mm 答案：1.220　6.861 考點2　“紙帶類”實驗 ：研究勻變速直線運動的規(guī)律、驗證牛頓運動定律、驗證機械能守恒定律等實驗用到打點計時器，打點計時器的使用和紙帶數(shù)據(jù)運算是高考的熱點，考查題型為填空題。 1．計時儀器的測量方法 計時儀器 測量方法 秒表 秒表的讀數(shù)方法：測量值(t)＝短針讀數(shù)(t1)＋長針讀數(shù)(t2)，無估讀 打點計時器 (1)t＝nT(n表示打點的時間間隔的個數(shù)，T表示打點周期)； (2)打點頻率(周期)與所接交流電的頻率(周期)相同 光電計時器 光電計時器能自動記錄擋光時間，顯示在讀數(shù)窗口 2.紙帶的三大應(yīng)用 (1)由紙帶確

12、定時間 要區(qū)別打點計時器(打點周期為0.02 s)打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，若每五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔Δt＝0.02×5 s＝0.10 s。 (2)求解瞬時速度 利用做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求打某一點的瞬時速度。如圖甲所示，第n點的瞬時速度vn＝。 甲 (3)用“逐差法”求加速度 乙 如圖乙所示，因為a1＝，a2＝，a3＝，所以a＝＝。 1．(2020·全國高考)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是

13、10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示(單位：cm)。重力加速度大小g＝9.80 m/s2。 x1 x2 x3 x4 h s 10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空： (1)物塊的加速度a＝______ m/s2(保留三位有效數(shù)字)。 (2)因為________________________________________________，可知斜面是粗糙的。 [解析]　(1)頻閃照相中相鄰影像點的

14、時間間隔相等，利用逐差法求物塊的加速度a＝，又T＝，解得a＝4.30 m/s2。 (2)若物塊沿光滑斜面下滑，對其受力分析，由牛頓第二定律可得加速度a′＝gsin θ＝g＝5.88 m/s2，由物塊加速度a小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度a′，可知斜面是粗糙的。 [答案]　(1)4.30　(2)物塊加速度小于g＝5.88 m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度) 2.(2020·吉林質(zhì)檢)測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定。 (1)實驗過程中，電火花計時器應(yīng)接在交流電源上，調(diào)整定滑輪高度，使_____________。 (2)

15、已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ＝________。 (3)如圖所示為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點未畫出。從紙帶上測出s1＝3.20 cm，s2＝4.52 m，s5＝8.42 cm，s6＝9.70 cm。則木塊加速度大小a＝________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 [解析]　(1)為了使細(xì)線的拉力方向與木塊運動方向相同，應(yīng)調(diào)整細(xì)線與長木板平行。 (2)根據(jù)牛頓第二定律，對砝碼盤和砝碼整體有 mg－F＝ma

16、 對木塊有F－μMg＝Ma 聯(lián)立兩方程得μ＝ (3)利用逐差法得a＝＝ m/s2＝1.3 m/s2 [答案]　(1)細(xì)線與長木板平行(答“細(xì)線水平”同樣給分)　(2)　(3)1.3 3．某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50 Hz。 甲 乙 (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點________和________之間某時刻開始減速。 (2)計

17、數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為________ m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為________ m/s。(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運動過程中加速度的大小為a＝________ m/s2，若用 來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值________(填“偏大”或“偏小”)。 [解析]　(1)從計數(shù)點1到6相鄰的相等時間內(nèi)的位移差Δx≈2.00 cm,6、7計數(shù)點間的位移比5、6計數(shù)點之間增加了(12.28－11.01)cm＝1.27 cm<2.00 cm，因此，開始減速的時刻在計數(shù)點6和7之間。 (2)計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為 v5＝＝ m

18、/s≈1.00 m/s 計數(shù)點4對應(yīng)的速度大小為 v4＝＝ m/s≈0.80 m/s 根據(jù)v5＝，得計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為 v6＝2v5－v4＝(2×1.00－0.80)m/s＝1.20 m/s (3)物塊在計數(shù)點7到11之間做勻減速運動，根據(jù)Δx＝aT2得 x9－x7＝2a1T2 x10－x8＝2a2T2 故a＝＝≈－2.00 m/s2， 負(fù)號表示紙帶的加速度方向和速度方向相反。 物塊做勻減速運動時受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力μmg和打點計時器對紙帶的摩擦阻力Ff，因此根據(jù)牛頓第二定律，得μmg＋Ff＝ma，即μ＝＜，因此用 計算出的動摩擦因數(shù)比μ的真實值偏大。

19、[答案]　(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20　(3)2.00　偏大 1.(2020·天津高考)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。此外還準(zhǔn)備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。 (1)若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些____________________________________ __________________________________________________

20、______________________。 (2)實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行。他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)。 A．避免小車在運動過程中發(fā)生抖動 B．可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰 C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動 D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力 (3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度。在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用 本實驗的器材提出一個解決方法： ______________________

21、________________________ ________________________________________________________________________。 (4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些。這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號)。 A．在接通電源的同時釋放了小車 B．小車釋放時離打點計時器太近 C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D．鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 解析：(1)實驗要處理紙帶測速度，需要刻度尺，要分析動能的變化，必須要測

22、出小車的質(zhì)量，因此還需要天平。 (2)實驗中調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細(xì)繩與木板平行，可在平衡摩擦力后使細(xì)繩的拉力等于小車所受的合力，如果不平行，細(xì)繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改變了摩擦力，就不能使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，D正確。 (3)在所掛鉤碼個數(shù)不變的情況下，要減小小車運動的加速度，可以增大小車的質(zhì)量，即可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)。 (4)如果用鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，發(fā)現(xiàn)拉力做的功總比小車動能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用來增大小車動能，一部分用來克服阻力做功；也可能是鉤碼做加速運動，因此細(xì)繩的拉力小于鉤碼的重力，鉤碼的重力做的

23、功大于細(xì)繩的拉力做的功，即大于小車動能的增量，C、D正確。 答案：(1)刻度尺、天平(包括砝碼)　(2)D　(3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)　(4)CD 2．(2020·全國新課標(biāo)Ⅱ)某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示，圖中標(biāo)出了五個連續(xù)點之間的距離。 (1)物塊下滑時的加速度a＝________ m/s2，打C點時物塊的速度v＝________ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是________(填正確答案標(biāo)號)。 A．

24、物塊的質(zhì)量　　B．斜面的高度　　C．斜面的傾角 解析：(1)物塊沿斜面下滑做勻加速運動，根據(jù)紙帶可得連續(xù)兩段距離之差為0.13 cm，由a＝得a＝ m/s2＝3.25 m/s2，其中C點速度v＝＝ m/s≈1.79 m/s。 (2)對物塊進(jìn)行受力分析如圖，則物塊所受合力為F合＝mgsin θ－μmg cos θ，即a＝gsin θ－μgcos θ得μ＝，所以還需測量的物理量是斜面的傾角θ。 答案：(1)3.25　1.79　(2)C 考點3　“橡皮條、彈簧類”實驗 ： 本考點是高考的重點，命題方向主要有：(1)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系。(2)驗證力的平行四邊形定則。(3)探究動能定理

25、。 1．探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 (1)實驗原理 要測出每次懸掛重物的重力大小G和彈簧伸長的長度x，建立G－x坐標(biāo)，描點作圖探究。 (2)操作關(guān)鍵 ①實驗中不能掛過多的鉤碼，使彈簧超過彈性限度。 ②作圖象時，不要連成“折線”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點落在直線上或均勻分布在直線的兩側(cè)。 2．驗證力的平行四邊形定則 (1)實驗原理：使一個力的作用效果跟兩個力的共同作用效果相同。 (2)操作關(guān)鍵 ①每次拉伸結(jié)點位置O必須保持不變； ②記下每次各力的大小和方向； ③畫力的圖示時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度。 1．在“探究求合力的方法”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一

26、把彈簧測力計。 (1)為完成實驗，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到實驗數(shù)據(jù)如表所示： 彈力F(N) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸長量x(10－2 m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.45 作出F－x圖，并由F－x圖象求該彈簧的勁度系數(shù)k＝________ N/m。 (2)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________ N，同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請畫出這兩個共點力的合力F合。 (3)由圖得到F合＝________

27、 N。 [解析]　(1)以水平方向為x軸，豎直方向為F軸，建立直角坐標(biāo)系，然后描點，選盡可能多的點連成一條線，如圖甲所示，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，k＝ N/m≈54 N/m。 甲 (2)彈簧測力計的讀數(shù)為2.10 N，選標(biāo)度，合力的圖示如圖乙所示。 乙 (3)經(jīng)測量，F(xiàn)合＝3.30 N。 [答案]　(1)見解析圖甲　54(52～55均正確) (2)2.10(2.08～2.12均正確)　見解析圖乙 (3)3.30(3.10～3.50均正確) 2．某實驗小組采用如圖所示裝置探究做功與動能變化的關(guān)系。小車經(jīng)平衡摩擦力后，掛上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小車彈出，脫離橡皮

28、筋沿木板滑行。 (1)實驗時打點計時器與學(xué)生電源按下圖連接，正確的連接是________(填“A”或“B”)。 (2)實驗中，甲、乙兩同學(xué)用兩種不同的方法來改變橡皮筋對小車所做的功。 甲同學(xué)：改變相同橡皮筋的條數(shù)，小車每次拉到同一位置釋放； 乙同學(xué)：保持橡皮筋的條數(shù)不變，小車每次拉到不同位置釋放。 你認(rèn)為________(填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法更合理。 (3)從釋放小車到剛脫離橡皮筋的過程，小車的運動可能是________。 A．勻加速運動 B．勻減速運動 C．加速度增大的加速運動 D．加速度減小的加速運動 (4)實驗中測得小車質(zhì)量為1.0 kg，某次實驗得

29、到的紙帶及測量數(shù)據(jù)如圖所示，測得小車獲得的動能為________ J(保留兩位有效數(shù)字)。打點計時器工作頻率為50 Hz。 [解析]　(1)打點計時器應(yīng)接低壓交流電源，故A正確。 (2)改變相同的橡皮筋的條數(shù)，且拉到同一位置釋放，橡皮筋對小車做的功與橡皮筋條數(shù)成正比，故甲同學(xué)方法合理。 (3)隨著橡皮筋的拉力減小，小車的加速度逐漸減小，D正確。 (4)小車的末速度v＝ m/s＝2 m/s，故小車獲得的動能Ek＝mv2＝2.0 J。 [答案]　(1)A　(2)甲　(3)D　(4)2.0 　　圖象法處理數(shù)據(jù)的“5要求2缺點” 1．用圖象法處理數(shù)據(jù)的5個要求 (1)作圖一定要用坐

30、標(biāo)紙，坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結(jié)果的需要來定。 (2)要標(biāo)明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標(biāo)明數(shù)值。 (3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點，應(yīng)盡量使數(shù)據(jù)點合理地分布在線的兩側(cè)。 (4)作圖時常通過選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化，即“變曲為直”。 (5)有些時候，為了使坐標(biāo)紙有效使用范圍增大，坐標(biāo)原點可以不從“0”開始。 2．圖象法處理數(shù)據(jù)的2個缺點 (1)在圖紙上連線時有較大的主觀任意性。 (2)連線的粗細(xì)、圖紙的大小、圖紙本身的均勻程度等，都會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。 1.(2020·安徽高考)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學(xué)用圖釘把白紙固

31、定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示。請將以下的實驗操作和處理補充完整： ①用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O； ②記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線； ③只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，________________________________________________________________________

32、 ________________________________________________________________________； ④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； ⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實驗。 解析：③用鉛筆描出繩上的幾個點，用刻度尺把這些點連成直線(畫拉力的方向)，目的是畫出同兩分力產(chǎn)生相同效果的這個力的方向。 ⑥F與F3作比較，即比較用平行四邊形作出的合力和產(chǎn)生相同效果的實際的力是否相同，即可驗證力的平行四邊形定則的正確性。

33、 答案：見解析 2．(2020·全國新課標(biāo)Ⅱ)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80 m/s2)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88 cm。 P1 P2

34、P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：①________，②________。 (2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖乙給出的坐標(biāo)紙上畫出 －n圖象。

35、 乙 (3)圖乙中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點。若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k＝_________ N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k＝________ N/m。 解析：(1)根據(jù)胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得k＝＝ N/m≈81.7 N/m，≈0.012 2。 (2) － n圖象如圖所示。 (3)根據(jù)圖象可知直線的斜率為5.7×10－4，故直線方程滿足＝5.7×10－4n m/N，k與n的關(guān)系表達(dá)式為k＝；60圈彈簧的原長為11.88 cm，則n圈彈簧的原長l0滿足＝，可得k

36、與l0的關(guān)系表達(dá)式為k＝ N/m。 答案：(1)①81.7?、?.012 2　(2)見解析圖　 (3)～均正確　～均正確 交匯考點 ：力學(xué)創(chuàng)新型實驗的分析技巧 創(chuàng)新設(shè)計性實驗主要考查是否理解實驗原理和實驗儀器的工作原理，是否具有靈活運用實驗知識的能力，是否具有在不同情況下遷移知識的能力，這些對學(xué)生的能力要求都較高，是近幾年高考命題的熱點。 圖甲為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下： ①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，用米尺測量兩光電門之間的距離s； ②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平； ③讓物塊從光

37、電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計時器分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB，求出加速度a； ④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值 ； ⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。 回答下列問題： (1)測量d時，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________ cm。 乙 (2)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝________。 (3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ＝________。 (4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。 [快速審

38、題] [解析]　(1)9 mm＋12×0.05 mm＝0.960 cm。 (2)因為vA＝，vB＝，又由2as＝v－v，得 a＝。 (3)設(shè)細(xì)線上的拉力為FT，則 mg－FT＝m，F(xiàn)T－μMg＝M 兩式聯(lián)立得μ＝。 (4)細(xì)線沒有調(diào)整到水平，屬于實驗方法粗略，這樣會引起系統(tǒng)誤差。 [答案]　(1)0.960　(2)　　(3)　(4)系統(tǒng)誤差 　　力學(xué)創(chuàng)新型實驗的特點及解法 1．特點 (1)以基本的力學(xué)模型為載體，依托運動學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計實驗。 (2)將實驗的基本方法——控制變量法，處理數(shù)據(jù)的基本方法——圖象法、逐差法，融入到實驗的綜合分析之中。 2．解法 (

39、1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)模型，明確實驗的理論依據(jù)和實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗方案。 (2)進(jìn)行實驗，記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用原理公式或圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合物體實際受力情況和理論受力情況對結(jié)果進(jìn)行誤差分析。 (2020·廣東高考)某同學(xué)根據(jù)機械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。 (1)如圖甲所示，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝________ N/m(g取9.80 m/s2)。 砝碼質(zhì)量/g 50 100 150 彈簧長度/cm 8.62 7.63 6.66 (2)取下彈

40、簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖乙所示，調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度大小________。 (3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v。釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為________。 (4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖丙所示，由圖可知，v與x成________關(guān)系。由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的________成正比。 [解析]　(1)由胡克定律知ΔF＝k·Δx 當(dāng)掛1個鉤碼時有 k1＝＝ N/m≈49.5 N/m 當(dāng)掛第2個鉤碼時有 k2＝＝ N/m≈50.5 N/m 則

41、彈簧的勁度系數(shù)k＝＝50 N。 (2)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平使滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度相等。 (3)根據(jù)機械能守恒定律，釋放滑塊后，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能。 (4)由題圖可知，v與x成正比，即v＝kx，則Ep＝Ek＝mv2＝mk2x2，因此彈簧的彈性勢能與彈簧的壓縮量的平方成正比。 [答案]　(1)50　(2)相等　(3)滑塊的動能　(4)正比　壓縮量的平方 1．(2020·廣州二模)(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量某物體的長度如圖甲所示，由圖可知其長度為________ mm。 (2)用螺旋測微器測量某物體的直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為________ m

42、m。 解析：(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，讀數(shù)為50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm (2)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則，讀數(shù)為4．5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm 答案：(1)50.15　(2)4.700 2．(2020·萊蕪質(zhì)檢)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，實驗裝置如圖所示。所用每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度L0，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度L。(實驗時彈簧沒有超出彈性限度) (1)某同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)圖中，請作出F －L圖線。

43、 (2)由圖線可得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________ N/m。 解析：(1)做一條直線，使盡可能多的點在直線上，不在直線上的點均勻分布在兩側(cè)。如圖所示。 (2)彈簧的勁度系數(shù)等于圖象的斜率，k＝40 N/m。 答案：(1)見解析圖　(2)40(±2) 3．圖甲是“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置。實驗操作如下： (1)彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M，測量________并記錄為F。 (2)彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置(如圖甲)，此時需記下結(jié)點O的位置和兩測力計的示數(shù)F1、F2以及_______________

44、______ ________________________________________________________________________。 (3)某同學(xué)已在圖乙紙上作出F1、F2的圖示，請根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′。 (4)改變兩細(xì)線的夾角，重復(fù)做幾次實驗。若F的方向近似在________方向上，且大小近似等于F，則平行四邊形定則得以驗證。 解析：(1)只掛重物M于測力計A上，測量重物M的重力。 (2)用測力計B拉結(jié)點O，平衡后應(yīng)記錄O點的位置、兩測力計的示數(shù)F1、F2以及Oa、Ob、Oc三段細(xì)線的方向。 (3)用作圖法求出F1、F2的

45、合力如圖所示。 (4)通過多次重復(fù)實驗，只要F′的方向近似在Oc方向上，且大小近似等于F，則力的平行四邊形定則得以驗證。 答案：(1)M的重力　(2)細(xì)線Oa、Ob、Oc的方向　(3)見解析圖　(4)細(xì)線Oc 4．某探究小組借用“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，來探究合力做功與動能的變化關(guān)系： (1)[多選]下列做法正確的是________。(填字母代號) A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的摩擦力時，應(yīng)將裝有砝碼的小桶通過定滑輪掛在小車上 C．實驗時，先接通打點計時器的電源再放開小車 D．通過

46、增減小桶里的砝碼改變小車的牽引力時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 (2)該探究小組通過實驗得到了一條紙帶，在紙帶上選取O、A、B、C四個計數(shù)點(如圖所示)。已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車瞬時速度的大小為________ m/s(保留三位有效數(shù)字)。 解析：(1)調(diào)節(jié)滑輪高度，使細(xì)繩與長木板平行，平衡摩擦力時，不應(yīng)懸掛小桶，但應(yīng)拖上紙帶，A正確，B錯誤；小車摩擦力平衡以后，不必每次操作均平衡摩擦力，D正確；實驗時應(yīng)先通電再釋放小車，C正確。 (2)由題意可知計時間隔T＝×5＝0.1 s。vB＝＝＝0.653 m/s。 答案：(1)ACD　(2)0.653 5

47、．(2020·山東高考)某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度。 實驗步驟： ①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G； ②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F； 甲 ③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②； 實驗數(shù)據(jù)如表所示： G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 ④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定

48、滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h； 乙 ⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞)，測量C、D間的距離s。 完成下列作圖和填空： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F － G圖線。 丙 (2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝______(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)滑塊最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)。 解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作出圖象如圖所示。 (2)根據(jù)F＝μG可知，圖象的斜率表示滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)，由圖可知動摩擦因數(shù)為0.40。 (3)根據(jù)滑塊在木

49、板上滑動的總距離為s，由于重物P離地面的高度為h，所以加速過程的距離也為h，在此后的過程中滑塊在滑動摩擦力的作用下做勻減速運動，直到靜止。根據(jù)運動學(xué)公式v2－v＝2ax可得，v2－0＝2μg(s－h(huán))，解得v＝。 答案：(1)見解析圖　(2)0.40(0.38～0.42均正確)　(3) 6．(2020·揚州質(zhì)檢)用如圖甲所示實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖丙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：“0”是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖丙

50、所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v＝________ m/s。(2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________ J，由此得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。 (3)若某同學(xué)作出v2 －h(huán)圖象如圖乙所示，則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g＝________ m/s2。 解析：(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5＝＝ m/

51、s＝2.4 m/s (2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝(m1＋m2)v＝(0.05＋0.15)×2.42 J≈0.58 J；系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝(m2－m1)gh＝(0.15－0.05)×9.8×(0.384＋0.216)J≈0.59 J；由此得出的結(jié)論是；在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。 (3)根據(jù)(m2－m1)gh＝(m2＋m1)v2，則v2＝gh＝gh，故g＝ m/s2＝4.85 m/s2，即g＝9.7 m/s2 答案：(1)2.4　(2)0.58　0.59　在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒　(3)9.7 7．如圖甲所示的裝置

52、叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德(G·Atwood1746－1807)創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示。 (1)實驗時，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作： ①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。測量出________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h。 ②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt。 ③測出擋光片的寬度d，計算有關(guān)

53、物理量，驗證機械能守恒定律。 (2)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為________(已知重力加速度為g)。 (3)引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有__________________________________(寫一條即可)。 (4)驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學(xué)解決： ①寫出a與m之間的關(guān)系式：____________________(還要用到M和g)。 ②a的值會趨于______

54、__。 解析：(1)、(2)需要測量系統(tǒng)重力勢能的變化量，則應(yīng)該測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離，系統(tǒng)的末速度為：v＝，則系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝mgh，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝(2M＋m)v2＝(2M＋m)2，若系統(tǒng)機械能守恒，則有mgh＝(2M＋m)2。 (3)系統(tǒng)機械能守恒的條件是只有重力做功，引起實驗系統(tǒng)誤差的原因可能有：繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運動受到空氣阻力等。 (4)根據(jù)牛頓第二定律得，系統(tǒng)所受的合力為mg，則系統(tǒng)加速度為：a＝＝，當(dāng)m不斷增大，則a趨于g。 答案：(1)①擋光片中心　　(2)mgh＝(2M＋m)2　　(3)繩子有一定的質(zhì)量、

55、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運動受到空氣阻力等(寫任意一條即可) (4)①a＝＝　②重力加速度g 8．用如圖所示實驗裝置測量滑塊A與木板間的動摩擦因數(shù)。長木板水平固定，細(xì)線跨過定滑輪與滑塊A、重錘B相連。將細(xì)線拉直，測出B離地面的高度h，將重錘從h高處靜止釋放，B落地后，測出A在木板上滑動的距離x；改變B釋放高度重復(fù)實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 h/cm 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 x/cm 14.7 22.4 30.3 37.6 44.9 52.4 (1)若測得A的質(zhì)量mA＝3

56、kg，B的質(zhì)量mB＝1 kg，A和B間細(xì)線的長度L＝112.0 cm，木板的長度l＝98.0 cm，要達(dá)到實驗?zāi)康?，以上四個量中沒有必要測量的是________(用物理量的符號表示)。 (2)作出x隨h變化的圖象。 (3)由圖象并結(jié)合(1)中所測數(shù)值求得滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為________。 解析：(1)由題意可知，B距地面的高度h，A在木板上滑行的距離x，A、B的質(zhì)量mA、mB。從靜止釋放讓它們運動到B著地，根據(jù)動能定理得 mBgh－μmAgh＝(mA＋mB)v2① 從B著地到A停在木板上，根據(jù)動能定理得 mAv2＝μmAg(x－h(huán))② 由①②解得μ＝③ 可知沒有必要測

57、量L和l。 (2)作出x隨h變化的圖象如圖所示。 (3)由③得x＝h 根據(jù)數(shù)學(xué)知識得到圖象中直線的斜率 k＝ 由圖得k≈1.5 代入數(shù)據(jù)得＝1.5 解得μ＝0.2 答案：(1)L、l　(2)見解析圖　(3)0.2 考點1　多用電表的使用和讀數(shù) ：多用電表是電學(xué)實驗中的常用儀器，高考中要求正確使用儀器，會進(jìn)行正確讀數(shù)，高考考查頻率較高，是高三復(fù)習(xí)的重要知識點。 1．電流的流向 電流從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，即“紅進(jìn)、黑出”。 2．“機械零點”與“歐姆零點” “機械零點”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定

58、位螺絲；“歐姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。 3．歐姆表刻度不均勻的原因 當(dāng)紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)滑動變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計滿偏，Ig＝，此時中值電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時I＝，電阻Rx與電路中的電流相對應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻。 1．圖甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測量一個阻值約為20 Ω的電阻，測量步驟如下： (1)調(diào)節(jié)________，使電表指針對準(zhǔn)________(填“電阻”或“電流”)的“0”刻線。 (2)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋的__________位置(填“×1”、“×10

59、”、“×100”或“×1 k”)。 (3)將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)________，使電表指針對準(zhǔn)________(填“電阻”或“電流”)的“0”刻線。 (4)將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為________ Ω。 (5)測量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置。 [解析]　(1)將選擇開關(guān)撥到歐姆擋前，先要進(jìn)行機械調(diào)零。方法是調(diào)節(jié)機械定位螺絲，使電表指針指在電流等于零的刻線位置。 (2)用多用電表測20 Ω的電阻時，要把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋“×1”的位置。 (3)將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。調(diào)節(jié)調(diào)

60、零旋鈕，使指針指在“Ω”擋的零刻線上。 (4)由乙圖讀出該電阻的阻值為19 Ω。 [答案]　(1)定位螺絲　電流　(2)×1　(3)調(diào)零旋鈕　電阻　(4)19 2.某學(xué)生實驗小組利用圖甲所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有： 甲 多用電表； 電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐； 滑動變阻器：最大阻值5 kΩ； 導(dǎo)線若干。 回答下列問題： (1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1 k”擋，再將紅表筆和黑表筆________，調(diào)零點。 (2)將圖甲中多用電表的紅表筆和________(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。

61、 (3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖乙所示，這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示，多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為________ kΩ和________ V。 (4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 kΩ和4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為________ kΩ。 丁 (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖丁所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為________ V，電阻“×1 k”擋內(nèi)部電路的總電阻為________ k

62、Ω。 [解析]　(1)使用多用電表測電阻時，換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，故應(yīng)將兩表筆短接進(jìn)行調(diào)零。 (2)電流應(yīng)從多用電表的紅表筆流入、黑表筆流出，故紅表筆應(yīng)接“1”。 (3)從圖乙可以看出指針指向歐姆擋15.0位置，電阻擋為“×1 k”，故讀數(shù)為15.0 kΩ；由于電壓表量程為5 V，由圖丙可以看出指針?biāo)肝恢脼?.60，故讀數(shù)為3.60 V。 (4)當(dāng)滑動變阻器連入電路中的電阻為零時，多用電表讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻，所以電壓表內(nèi)阻為12.0 kΩ。 (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動勢為E，多用電表內(nèi)阻為R，由第(3)、(4)問可知＝，＝，兩式聯(lián)立解得E＝9.00 V，R＝15.0 kΩ。

63、 [答案]　(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60　(4)12.0　(5)9.00　15.0 　　“5步”使用多用電表測電阻 步驟1：機械調(diào)零。 步驟2：選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級的倍率，如估計值為200 Ω就應(yīng)該選×10的倍率，使指針的偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測量的有效范圍。 步驟3：進(jìn)行歐姆調(diào)零。 步驟4：將紅、黑表筆接在被測電阻的兩端進(jìn)行測量，將指針示數(shù)乘以倍率得測量值。 步驟5：測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)旋至OFF或交流電壓最高擋。 1．(2020·重慶高考)某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖甲所示，該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線

64、及其接觸完好。 甲 維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點。 (1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用表指示如圖乙所示，讀數(shù)為________ V，說明題中________正常(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 乙 (2)紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖乙相同，可判定發(fā)生故障的器件是________(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 解析：(1)斷開開關(guān)，電壓表直接測量電源兩端的電壓，有示數(shù)且接近電源電動勢，說明電源正常。 (2)紅表筆接b點，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)與(1)中

65、相同，說明電路仍然處于斷路狀態(tài)，而開關(guān)是閉合的，因此可以確定是小燈發(fā)生斷路故障。 答案：(1)11.5(11.2～11.8均正確)　蓄電池　　(2)小燈 2．(2020·廣東高考)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3 kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1 Ω)、定值電阻等。 (1)使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖(a)所示，讀數(shù)為________ Ω，據(jù)此應(yīng)選擇圖中的________(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實驗。 (2)連接所選電路，閉合S，滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸________(填“增大

66、”或“減小”)；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實驗。 (3)圖(e)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U－I圖線，由圖可判斷元件________(填“X”或“Y”)是非線性元件。 (4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21 Ω 的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖(f)所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00 V；斷開S2，讀數(shù)為1.00 V。利用圖(e)可算得E＝________ V，r＝________ Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表)。 解析：(1)用多用電表的歐姆擋測電阻時，電阻值＝示數(shù)×倍率，故X的讀數(shù)為10 Ω×1＝10 Ω，由于＜，或RXRV，故用伏安法測元件X的電阻時，電流表應(yīng)外接，故選b電路進(jìn)行實驗。 (2)滑片P從左向右滑動過程中，元件X兩端的電壓越來越大，電流越來越大，故電流表示數(shù)逐漸增大。 (3)由U－I圖線可知Y是非線性元件。 (4)由(3)中的U－I圖線，可知線性元件的電阻RX＝10 Ω，當(dāng)S1、S2都閉合時，回路中的電流I1＝＝0.3 A，當(dāng)S1閉合，S2斷開時，回路中的電流I2＝＝0.1