【高考复习强化】2019高考物理二轮复习 等值模拟二
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第2讲 |应用“能量观点”和“动量观点”破解力学计算题┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄考法 学法应用能量和动量的观点来解决物体运动的多过程问题是高考考查的重点和热点。
这类问题命题情景新颖, 密切联系实际, 综合性强, 常是高考的压轴题。
涉及的知识主要包括:①动能定理;②机械能守恒定律;③能量守恒定律;④功能关系;⑤动量定理;⑥动量守恒定律。
用到的思想方法有:①整体法和隔离法;②全程法;③分段法;④相对运动方法;⑤守恒思想;⑥等效思想;⑦临界极值思想。
┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄命题点(一) 应用动能定理求解多过程问题[研一题]———————————————————————————————— (2019届高三·南昌调研)如图所示, 质量为m =1 kg 的小物块由静止轻轻放在水平匀速转动的传送带上, 从A 点随传送带运动到水平部分的最右端B 点, 经半圆轨道C 点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道, 恰能做圆周运动。
C 点在B 点的正上方, D 点为半圆轨道的最低点。
小物块离开D 点后做平抛运动, 恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E 点。
已知半圆轨道的半径R =0.9 m, D 点距水平面的高度h =0.75 m, 取g =10 m/s 2, 求:(1)摩擦力对小物块做的功;(2)小物块经过D 点时对轨道压力的大小; (3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ。
[审题指导] 运动情景是什么? 小物块的运动经历了三个过程, 分别是直线运动、圆周运动、平抛运动用到什么规律?动能定理、圆周运动规律、平抛运动规律采用什么方法?相邻两个过程的连接点的速度是解题的突破口, 先利用圆周运动最高点的临界状态求出小物块到达C 点时的速度, 再利用动能定理求出摩擦力做的功及小物块到达D 点时的速度, 最后利用运动的合成与分解求出末速度的方向1由牛顿第二定律可得:mg =m v 12R , 解得v 1=3 m/s小物块由A 到B 过程中, 设摩擦力对小物块做的功为W , 由动能定理得: W =12m v 12, 解得W =4.5 J 。
热点三 图像问题物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量间的相互关系,是分析物理问题的有效手段之一,是新课标高考命题中的热点和重点,有以选择题为主的运动学图像、电场图像、电磁感应图像,也有以计算题为主的动力学图像,还有以实验题考查为主的数据处理图像等,主要考查对图像的理解、选择、变换、描绘及应用。
考向一 力学图像一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a 和速度的倒数1v的图像如图1所示,若已知汽车的质量,则根据图像所给信息,不能求出的物理量是图1A .汽车的功率B .汽车行驶的最大速度C .汽车受到的阻力D .汽车运动到最大速度所需的时间[解析] 由F -F f =ma 、P =Fv 可得a =P m ·1v-F f m,由a -1v图像可知,P m=k =40 m 2·s -3,可求出汽车的功率P ,由a =0时1v m =0.05 m -1·s,可得汽车行驶的最大速度v m =20 m/s ,再由v m =P F f,可求出汽车受到的阻力F f ,但无法求出汽车运动到最大速度所需的时间。
[答案] D考向二 电磁学图像一个面积为S 的圆形金属框置于水平桌面上,如图2甲所示(俯视图),金属框内有一与线框平面垂直的磁场,磁感应强度为B 1,圆形金属框与两根水平的平行金属导轨(两导轨相距L 、电阻不计)相连接,导轨间有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B 2,一电阻为r 的导体棒垂直放在导轨上且与导轨良好接触,当磁感应强度B 1随时间t 按图乙所示规律变化时,导体棒在水平外力F 的作用下始终不动,规定外力水平向右为正,磁场方向垂直纸面向里(竖直向下)为正,不计一切摩擦,则在0~5 s 内外力F 随时间t 变化的图像正确的是图2[解析] 因导体棒在水平外力F 的作用下始终不动,所以施加的水平外力与安培力始终等大反向,即F =F 安=B 2IL ,由题图乙知0~1 s 内ΔB 1Δt恒定,由楞次定律知回路中产生的感应电流为逆时针方向,由左手定则知导体棒所受安培力是水平向左的,即外力水平向右,排除B 和C ;又由法拉第电磁感应定律知I =ER +r =ΔB 1Δt ·S R +r是恒定的,即水平外力大小恒定,由题图乙知在2~3 s 内ΔB 1Δt 是0~1 s 内的2倍,所以由电流的表达式及安培力表达式得A正确,D 错误。
夯基固本稳解两类电路问题考法学法直流电路和交流电路部分考查的题型一般为选择题,难度中等或中等偏上。
考查的内容主要包括:①串、并联电路的特点;②闭合电路欧姆定律;③电路的动态变化分析;④含容电路;⑤交变电流的产生和描述;⑥理想变压器的规律;⑦远距离输电问题。
用到的思想方法有:①等效电路法;②动态电路的分析方法;③图像法;④比例法;⑤等效思想;⑥守恒思想。
┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点 一 直流电路的分析[基础保分类考点练练就能过关][知能全通]————————————————————————————————1.恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系:E =U 外+U 内,I =,U =E -Ir 。
ER +r (2)闭合电路中的功率关系:P 总=EI ,P 内=I 2r ,P 出=IU =P 总-P 内。
(3)直流电路中的能量关系:电功W =qU =UIt ,电热Q =I 2Rt 。
纯电阻电路中W =Q ,非纯电阻电路中W >Q 。
2.直流电路动态分析的3种常用方法(1)方法1:程序法R 局I 总=U 内=I 总r U 外=E -U 内确定U 支、I 支。
――→增大 减小E R +r ――→减小 增大――→减小 增大――→增大 减小(2)方法2:结论法——“串反并同”“串反”:指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。
“并同”:指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。
(3)方法3:极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。
[题点全练]————————————————————————————————1.[多选](2018·江苏高考)如图所示,电源E 对电容器C 充电,当C 两端电压达到80 V 时,闪光灯瞬间导通并发光,C 放电。
2019年宁夏银川二中高考等值试卷★模拟卷理科综合(全国Ⅱ卷)-物理部分14.图示为某城市雕塑的一部分。
将光滑的球搁置在竖直的高挡板AB 与竖直的矮挡板CD 之间,由于长时间作用,CD 挡板的C 端略向右偏过一些,C 与AB 挡板的距离始终小于球的直径,则与C 端未偏时相比 A .AB 挡板的支持力变大,C 端的支持力变大B .AB 挡板的支持力变大,C 端的支持力变小 C .AB 挡板的支持力变小,C 端的支持力变大D .AB 挡板的支持力变小,C 端的支持力变小15.甲同学以速度v1将铅球水平推出,推出点距地面高度为H1,乙同学身高较高,将铅球在距地面H2高度处水平推出(H2>H1),两位同学推出铅球的水平位移恰好一样,不计空气阻力的作用,则乙同学推出铅球的速度为A .211H v H B .112H v H C .112H v H D .211H v H16.一条形磁体平放在水平桌面上,一闭合线圈保持在竖直平面内,从条形磁铁探出桌面的一端的左上方竖直下落,线圈平面垂直于磁铁(如图)。
在线圈通过磁铁截面的过程中磁铁一直静止,关于磁铁的受力分析正确的是 A .线圈中感应电流的方向不会变化 B .磁铁受桌面的支持力一直大于重力 C .磁铁受到桌面的摩擦力一直向右 D .磁铁受到桌面的摩擦力一直向左17. 一种常用的圆珠笔由笔筒、笔芯、弹簧、顶芯杆组成(如图示),将顶芯杆抵在水平桌面上,下压笔筒从而压缩弹簧,松手后,笔筒在弹簧作用下向上弹起,带动顶芯杆跳离桌面。
为考虑问题简单,将笔芯、笔筒看做一体,不计摩擦。
A .从松手到弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能全部转化为笔筒的动能B .从松手到弹簧恢复原长,笔筒一直向上加速运动C .从松手到弹簧恢复原长,笔筒加速度先减小后增大D .不论下压程度如何,松手后顶芯杆都能跳离桌面18.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈通过电阻为R 的导线与电饭锅、空调连接。
绝密★启用前2019年人教版高考物理二轮复习模拟测试《电学实验专题》1.某同学为描绘某元件的伏安特性曲线,在实验室中做了以下实验:①用多用电表欧姆档粗略测量该元件的电阻,选用×10档,测量结果如图所示,则测得的电阻为Ω;②实验室中有如下器材:A.电流表A1(量程0.6 A,内阻约0.6Ω)B.电流表A2(量程30mA,内阻约2Ω)C.电压表V(量程3 V,内阻约3kΩ)D.滑动变阻器R1(10Ω,0.3A)E.滑动变阻器R2(1000Ω,0.1A)F.电源E(电动势3V,内阻约0.1Ω)G.开关S及导线若干请同学们选择合适的仪器,在虚线框内画出实验电路图,要求闭合开关前滑动变阻器放置在合适位置;③如图中Ⅰ,Ⅱ图线,一条为元件真实的U—I图线,另一条是本次实验中测得的U—I图线,其中是本次实验中测得的图线.【答案】①130②如图③Ⅰ2.如图1所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图2中多用电表的________(选填“A”,“B”或“C”).(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a,b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正,反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a,b 时,多用电表的示数如图2所示.请将记录表补充完整,并画出一种可能的电路.【答案】(1)A(2)短暂(3)5.0见解析图【解析】(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零部件为A.(2)使用多用电表测量电压时,为保证电表不被损坏往往要进行试触,即让两表笔进行短暂接触,观察指针偏转情况,若持续接触则有可能损坏电表.(3)黑箱中无电源且每对接点间正,反阻值相等,由多用电表读数可知所缺数据为5.0 Ω,由a,b间电阻为5.0 Ω,a,c间为10.0 Ω,b,c间为15.0 Ω知,电路为a,b间5.0 Ω的电阻与a,c间10.0 Ω的电阻串联而成,故可能的电路图如图所示.3.某科研小组要用伏安法测量磁流体发电机的电动势和内阻,所用器材如图所示,其中,长方体表示磁流体发电机的发电导管,其前后两个侧面是绝缘体,上下两表面是电阻不计的导体薄片,薄片上分别焊接一个接线柱.匀强磁场垂直于前后两个侧面,含有正,负离子的高速流体在发电导管内向右匀速流动,两个接线柱间形成稳定的电势差.①发电导管的接线柱电势高.(选填“上”或“下”)②在图中用笔连线代替导线,把电路元件连接起来以达实验目的.③连接好电路后,调节滑动变阻器,记录多组电流表示数I和对应的电压表示数U的数据,在U—I坐标系中描点如图所示.根据描出的点作出U—I图线,并由图线求出磁流体发电机的电动势E=V;内阻r=.④该小组利用求出的内阻r来研究流体的导电特性,首先测量了长方体发电导管的各边长度分别为d1,d2,d3,如上图所示,然后根据电阻定律r=求流体的电阻率,则公式中的电阻长度l=,S=.(用d1,d2,d3表示)【答案】①下;②如图所示;③如图所示;3.5;2.5;④d1;d2d3.【解析】①由左手定则可知,正电荷受到的洛伦兹力向下,下极板聚集正电荷,上极板聚集负电荷,下极板电势高.②伏安法测电源电动势与内阻,电压表测路端电压,电流表测电路电流,实验电路图如图所示:③根据坐标系内描出的点作出图象,图象如图所示:由图象可知,图象与纵轴交点坐标值是3.5,则电源电动势E=3.5V,电源内阻r==2.5Ω.④由图1所示可知,电阻率公式中的电阻长度l=d1,横截面积S=d2d3.4.下面的实验你可能用到这样一个原理:图1电路可等效为图2的电源,若图1中电源的电动势为E0,内阻为r0,电阻为R;图2中等效电源的电动势为E,内阻为r.可以证明.请完成下列实验(1)某同学在“测定电源的电动势和内阻”实验时,①他们采用图3的实验电路进行测量,图4给出了实验所需要的各种仪器,请你按电路图把实物连成实验电路.②这位同学测量时记录了5组数据,并将数据填入了表格中.请你根据这些数据在坐标系图5画出图线根据图线求出电池的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω(结果保留到小数点后两位)③这位同学对以上实验的系统误差进行了分析.其中正确的是_________.A.主要是由电压表的分流引起的B.主要是由电流表的分压引起的C.电动势测量值小于真实值D.内阻测量值大于真实值(2)另一个同学用一支电流计,滑动电阻器(满偏电流为I g,内阻为r),滑动变阻器,干电池(电动势为E,内阻为r)设计了如图6的电路,该电路被称为顺向刻度欧姆电流表,即指针不偏时,被测电阻为零,指针偏满时,被测电阻为∞,该电表已调整好,令此时.若电流计满刻度的格数为N,当红黑表笔间接被测电阻Rx时,指针偏转格数为,则Rx=_________(用R0表示)【答案】(1) ①②1.47±0.01V 0.50±0.02Ω 作图③AC(2) 3【解析】(1)按照电路图连接。
2019年高考物理二轮练习精品试题:第2讲 18分“实验题”是这样拿下题型专练1.(应用型)如图10甲所示为多用电表旳示意图,现用它测量一个阻值约为20 Ω旳电阻,测量步骤如下:(1)调节________,使电表指针停在指针对准________旳“0”刻线(填“电阻”或“电流”).(2)将选择开关旋转到“Ω”挡旳________位置.(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1 k”) (3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节________,使电表指针对准________旳“0”刻线(填“电阻”或“电流”).(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图10乙所示,该电阻旳阻值为________Ω.(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置.图102.(应用型)如图11所示是电子拉力计旳示意图,金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧旳电阻不计,P 与R1之间旳摩擦不计).定值电阻R0;电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成旳(类似于滑动变阻器),其长度为10 cm ,阻值R1=300 Ω,电源电动势E =3 V ,阻不计.理想电流表旳量程为0~100 mA.当拉环不受拉力时,触头P 刚好不与电阻R1接触(即电路断开).弹簧旳劲度系数为10 000 N/m.图11(1)电路中连入旳R0阻值至少应为_______________Ω.(2)设计中需要将电流表上旳电流数值改为拉力旳数值,那么在原电流表旳40 mA 处应改为________N .分析可知,拉力计旳刻度是否均匀_________.(填写“均匀”或“不均匀”) (3)为了使拉力计旳量程增大应采用旳措施是(只填写一条)___ _____________. 3.(测量型)某待测电阻Rx(阻值约20 Ω).现在要较准确地测量其阻值,且测量 时要求两电表旳读数均大于其量程旳13,实验室还有如下器材:A.电流表A1(量程150 mA,阻r1约为10 Ω)B.电流表A2(量程20 mA,阻r2=30 Ω)C.定值电阻Rx(100 Ω)D.滑动变阻器R(0~10 Ω)E.直流电源E(电动势约4 V,阻较小)F.开关S与导线若干(1)在下图中虚线框画出测量电阻Rx旳电路图,并将图中元件标上相应符号;(2)用已知量和一组直接测得旳量写出测量电阻Rx旳表达式为________________.4.(测量型)如图12所示为一电学实验旳原理图.该实验可用来测量待测电阻Rx旳阻值(约500 Ω).实物图所给两电流表量程相同,阻都很小.图12实验步骤如下:(1)调节电阻箱,使它旳阻值R与待测电阻旳阻值接近;将滑动变阻器旳滑动头调到最右端;(2)合上开关S;(3)将滑动变阻器旳滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都有明显偏转;(4)记下两个电流表和旳读数I1和I2;(5)多次改变滑动变阻器滑动头旳位置,记下和旳多组读数I1和I2;(6)求Rx旳平均值.回答下面问题:(1)不计电流表阻旳影响,用I1、I2和R0表示Rx旳公式为Rx=______________.(2)考虑电流表阻旳影响,用I1、I2、R0、旳阻r1、旳阻r2表示Rx旳公式为Rx=___________________________________________________.5. (测量型)(1)一微安表旳刻度盘只标注了表示量程Ig=100 μA旳刻度线,尚未标注其他分刻度线,请用下列全部器材测量微安表旳阻:待测微安表:阻Rg约为2 kΩ毫伏表:量程250 mV,最小分度5 mV,阻约为1 kΩ滑动变阻器R1:0~50 Ω滑动变阻器R2:0~3 kΩ直流电源E :电动势E =1.5 V ,阻r 约为1 Ω 单刀单掷开关S ,导线若干在如图13所示旳实验电路原理图上标明所选用旳滑动变阻器.图13(2)下面是主要旳实验操作步骤,将所缺旳容填写在横线上:第一步:断开S ,按电路原理图连接器材,将两个滑动变阻器 R1、R2旳触头分别置于合理旳位置;第二步:闭合S ,分别调节R1和R2至适当位置,____________________________. (3)用已知量和测得量旳符号表示微安表旳阻Rg =_________________.6.(测量型)某同学设计如图14所示电路用来测量电源旳电动势和阻,其中 电流表阻为RA.图14(1)实验时,应先将电阻箱电阻调到________.(填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱旳阻值R ,分别测出通过电流表旳电流I.下列两组R 旳取值方案中,比较合理旳方案是________.(填“1”或“2”)方案 编号 电阻箱旳阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 235.030.025.020.015.0(3)根据实验数据描点,绘出旳1I -R 图象是一条直线.若直线旳斜率为k ,在1I 坐标轴上旳截距为b ,则该电源旳电动势E =________,阻r =________.(用k 、b 和RA 表示) 7.(设计型)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组旳电动势E 和阻r,又能同时描绘小灯泡旳伏安特性曲线.A.电压表V1(量程6 V、阻很大)B.电压表V2(量程3 V、阻很大)C.电流表A(量程3 A、阻很小)D.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)E.小灯泡(2 A、5 W)F.电池组(电动势E、阻r)G.开关一只,导线若干实验时,调节滑动变阻器旳阻值,多次测量后发现:若电压表V1旳示数增大,则电压表V2旳示数减小.(1)请将设计旳实验电路图在图15甲中补充完整.(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2旳示数,组成两个坐标点(I,U1)、(I,U2),标到U-I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组旳电动势E=________V、阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)(3)在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路旳阻值应为________Ω,电池组旳效率为________(结果保留两位有效数字).图158.(应用型)测量一螺线管两接线柱之间金属丝旳长度旳器材如下:A.待测螺线管L(符号):绕制螺线管金属丝旳电阻率为ρ,电阻R约为100 ΩB.螺旋测微器C.电流表A1:量程100 μA,阻RA1=500 ΩD.电流表A2:量程0.6 A,阻RA2=15 ΩE.电压表V1:量程6 V,阻RV1=4 kΩF.电压表V2:量程3 V,阻RV2=2 kΩG.定值电阻:Rg=50 ΩH.滑动变阻器R′:全电阻约为1 kΩI.电源E:电动势9 V,阻忽略不计(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝旳直径如图16所示,其示数为d=_________mm.(2)根据所给实验器材,电流表选用________,电压表选用________(填写实验器材前面旳字母).图16(3)根据图17中旳实物图,在图下边方框中作出实验原理图.图17(4)若测得旳金属丝直径用d表示,电流表G旳读数用I表示,电压表V旳读数用U表示,则由已知量和测得量旳符号表示金属丝旳长度L=________.9.(探究型)电子技术兴趣小组为了研究某种二极管旳特性,用如图18甲所示旳电路测定该元件旳伏安特性曲线.实验发现当电源反接时,电路中无电流,当正向电压较小时也无电流,记录旳部分数据如下表.图18电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5电流/mA 0 0 2.0 4.0 12.0 22.0 32.0 42.0 52.0 60.0(2)若加在该二极管两端旳正向电压达到1.9 V后才以正常工作,则从图线可以看出这种二极管正常工作前后旳导电情况有何区别?_____________________________________________________.(3)若电源旳电动势为6 V,阻不计.当电流表示数为12.0 mA时,滑动变阻器接入电路旳电阻为________Ω.10.(测量型)有一阻未知(约25 kΩ~35 kΩ)、量程未知(约25 V~35 V),共有30个均匀小格旳直流电压表.(1)某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆挡旳部电源旳电动势,他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30.A.请你在图19中将他们旳实验电路连接起来.他们在实验过程中,欧姆挡旳选择开关拨至倍率“×________” .B.在实验中,同学读出电压表旳读数为U,欧姆表指针所指旳刻度为n,并且在实验过程中,一切操作都是正确旳,请你导出欧姆表电池旳电动势表达式.图19(2)若在实验过程中测得该电压表阻为30 kΩ,为了测出电压表旳量程,现有下列器材可供选用,要求测量多组数据,并有尽可能高旳精确度.标准电压表:量程3 V,阻3 kΩ电流表:量程0~3 A,阻未知滑动变阻器:总阻值1 kΩ稳压电源E:30 V,阻不能忽略电键、导线若干A.在下边方框中画出实验电路图B.选用记录数据中任一组,写出计算量程旳表达式Ug=_____________.式中各字母旳意义是:______________________________________________.1.解析使用多用电表欧姆挡,先机械调零.中值电阻为15 Ω,测量20 Ω旳电阻时,要使用×1旳倍率,然后进行欧姆调零;由刻度盘和倍率可知,测量电阻旳阻值为19 Ω.答案(1)调零螺丝电流(2)×1(3)调零旋钮电阻(4)192.解析 (1)当P 移动到R1旳最右端时,电流表恰好满偏,则有R0=EImax =30 Ω.(2)Rx =E I -R0=45 Ω,300-45 Ωx =300 Ω10,解得x =8.5 cm ,F =kx =850 N ;由于电流与拉力不成正比,所以刻度不均匀.(3)换劲度系数更大旳弹簧,弹簧伸长相同旳长度时,需要旳拉力更大.答案 (1)30 (2)850 不均匀 (3)更换劲度系数更大旳弹簧3.解析 从题目给出旳器材中知,这里对电阻Rx 旳测量可用伏安法来设计电 路.由于没有电压表,而电流表A2旳阻r2已知,因此电压表可由电流表A2和固定电阻R0(100 Ω)串联.通过计算我们不难发现,这种设计完全符合题中旳测量要求.考虑到题给出旳其它器材规格与要求,控制电路宜采用分压式控制电路.完整旳实验电路设计成如图所示.进行实验时在某次合适旳测量中,记下A1表与A2表旳示数分别为I1 与I2,则有(I1-I2)Rx =I2(r2+R0),故Rx =I2r2+R0I1-I2.答案 (1)如解析图所示 (2)Rx =I2r2+R0I1-I2 4.解析 (1)若不计电流表阻, 则有:I1R0=I2Rx ,故Rx =I1I2R0,(2)若考虑电流表阻,则有:I1(r1+R0)=I2(r2+Rx), 故有:Rx =I1r1+R0I2-r2. 答案 (1)I1I2R0 (2)I1r1+R0I2-r2 5.解析 (1)微安表阻比较大,因而把阻值较小旳滑动变阻器用作分压接法,从而粗调电压;而阻值较大旳滑动变阻器用作限流接法,从而微调电压.而微安表和毫伏表旳阻比较接近,因而两者并联,所作电路图如右图所示.(2)因要使用微安表旳刻度,故而必须使微安表满偏,记下此时毫伏表旳示数. (3)根据欧姆定律可知,微安表旳阻为UIg .答案 (1)如解析图所示 (2)使微安表满偏,记下这时毫伏表旳示数U (3)UIg 6.解析 (1)为保护电流表,将电阻箱旳电阻调到最大值; (2)实验时,若电阻箱旳阻值太大,电流很小,实验误差大,所以比较合理旳是方案2; (3)由闭合电路旳欧姆定律有:E =I(r +RA +R),整理得1I =1E R +r +RAE , 所以k =1E ,b =r +RA E ,解得E =1k ,r =bk -RA. 答案 (1)最大值 (2)2 (3)1k bk -RA7.解析 (1)先作出测量电源阻和电动势旳电路图,然后在此基础上增加伏 安特性曲线电路,需要注意,小灯泡额定电压为 2.5 V ,且电阻较小,故伏特表直接与小灯泡并联,而电压表则测量路端电压,电路如图所示.(2)根据图象可知,倾斜旳直线为计算电源电动势和阻旳图线,该图线旳纵截距为电动势大小,图线斜率旳绝对值为电源阻大小.据此可知电动势E =4.5 V ,r =1.0 Ω. (3)由图象可知,小灯泡两端电压为2.5 V ,电源电压为2 V ,故滑动变阻器连入电路阻值为0.电源旳效率为η=2.54.5×100%=56%.答案 (1)如解析图所示 (2)4.5 1.0 (3)0 56% 8.解析 (1)读数为1.125±0.001(2)由于电源电动势为9 V ,故电压表采用E.估算电流最大为0.09 A ,故电流表选C.(3)实验原理如右图所示(4)电压表通过旳电流为U RV ,R0两端旳电压为⎝ ⎛⎭⎪⎫U RV -I R0,RL 两端旳电压为IRL =⎝ ⎛⎭⎪⎫U RV -I R0-IRg ,又由电阻定律RL =ρL S =ρL πd24可解得,L =πd24ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫R0U RVI -R0-Rg 答案 (1)1.125±0.001 (2)C E (3)如解析图所示 (4)πd24ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫R0U RVI -R0-Rg 9.(1)如图所示(2)正常工作前导电性能差(或电阻大),正常工作后导电性能好(或电阻小) (3)13×10310.解析 (1)A.电路如下图甲所示,测电阻时应尽量使指针指在中间值附近, 所以应选“×1 k”.B .欧姆表中电阻值为R 中 = 30×1 kΩ= 30 000 Ω,欧姆表指n 刻度,则电压表电阻RV = 1000 n ,流过电压表电流IV = URV = U1000 n ,根据闭合电路欧姆定律,电池电动势E =U +IVR 中=n +30n U.(2)A.如图乙所示.I =E RV =3030 000 A =1 mA ,所以不能用电流表;又电压表旳量程较小于电源电动势,所以滑动变阻器应用分压接法. B .Ug =300 U1N ,其中N :表指针所指格数,U1:表读数.答案 (1)见图甲 1 k (2)A.见图乙 B .Ug =300U1N ,其中N :表指针所指格数,U1:表读数.。
实验3电学实验(一) 1. (2018天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻爪的阻值(约为10 kQ),除了凤、开关S、导线外, 还有下列器材供选用: A. 电压表(量程0 1 V,内阻约10 k Q) B. 电压表(量程0'10 V,内阻约100 kQ) C. 电流表(量程0 1 mA,内阻约30 Q) D. 电流表(量程0 I. 6 A,内阻约0. 05 Q) E. 电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计) F. 电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计) G. 滑动变阻器屁(阻值范围0'10 Q,额定电流2A) ⑴为使测量尽量准确,电压表选用 __________ ,电流表选用 __________ ,电源选用 __________ o (均 填器材的字母代号) (2)画出测量Rx
阻值的实验电路图。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会 _______ 其真 实值(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是_。 2. (2018江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图屮虚线所示)时的实验电路。请指岀图屮在器 材操作上存在的两个不妥之处。
待测干电池 开关 甲 1 (2)实验测得的电阻箱阻值斤和电流表示数厶以及计算的了数据见下表:
R/Q 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
IA 0. 15 0. 17 0. 19 0.22 0.26
U4 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8
1 根据表中数据,作出於了关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为 _________ V;内阻为 _____
Q。 (3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在 电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0. 33 A时,电压表的指针位置如图乙所示,则该干电 池的电动势应为
实验题题型专练(二) 电学实验1.请读出以下测量仪器的示数,其中游标卡尺读数为________cm,螺旋测微器读数为________mm,多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为________V,若用欧姆表×100挡时的读数为________Ω。
解析根据游标卡尺读数规则,游标卡尺主尺读数为1.1 cm,游标尺第8个刻度线与主尺刻度线对齐,20分度游标尺精度为0. 05 mm,游标尺读数为8×0.05 mm =0.40 mm,测量值为1.1 cm+0.40 mm=1.140 cm。
根据螺旋测微器读数规则,读数为4.5 mm+0. 215 mm=4. 715 mm。
多用电表挡位为直流电压挡时,按照中间的刻度盘刻度读数,为30.0 V;若用欧姆表×100挡时读数为10×100 Ω=1 000 Ω。
答案 1.140 4.715 30 1 0002.某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路,将图乙所示的实物图连线补充完整。
(2)实验时用U 1、U 2、I 分别表示电表V 1、V 2 、A 的读数,定值电阻R 0的计算表达式是:R 0=________(用测得的物理量表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R 0的值________(填“大于”、“等于”“小于”)实际值。
(3)将滑动变阻器的滑片P 移动到不同位置时,记录了U 1、U 2、I 的一系列值。
实验小组在同一坐标上分别作出U 1—I 、U 2—I 图线,则所作的图线斜率绝对值较小的是________图线(填“U 1—I ”或“U 2—I ”)。
若用该图线来求电源电动势E 和内阻r ,且电表V 2的内阻极大,则引起系统误差的主要原因是________。
解析 (2)定值电阻R 0两端电压为U =U 1-U 2,由欧姆定律可得定值电阻R 0计算表达式为:R 0=U1-U2I 。
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 等值模拟二 一、单项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分.) 13.(2013·北京·16)如图1所示,倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是 ( ) 图1 A.木块受到的摩擦力大小是mgcos α B.木块对斜面体的压力大小是mgsin α C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin αcos α D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g 答案 D 解析 对木块m受力分析如图所示,由平衡条件可知:FN1=mgcos α,Ff=mgsin α,由牛顿第三定律可知,木块对斜面的压力大小为FN1′=mgcos α,故选项A、B均错误; 选M、m整体为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件得: FN2=(M+m)g,选项D正确,C错误.
14.如图2所示,曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图,其半径为R;曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图,O点为地球球心,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,己知在两轨道上运动的卫星的周期相等,万有引力常量为G,地球质量为M,下列说法正确的是 ( ) 图2 A.椭圆轨道的长轴长度为R B.卫星在Ⅰ轨道的速率为v0,卫星在Ⅱ轨道B点的速率为vB,则v0C.卫星在Ⅰ轨道的加速度大小为a0,卫星在Ⅱ轨道A点加速度大小为aA,则a0
D.若OA=0.5R,则卫星在B点的速率vB> 2GM3R 答案 C 解析 利用开普勒第三定律可知椭圆的半长轴长度为R,所以A项错误;设卫星在B点做匀速圆周运动时的速度为vB′,根据卫星运行的线速度与轨道半径关系可知v0>vB′,卫星做椭圆运动时,在B点做向心运动,则vB′>vB,所以v0>vB,故B项错误;由牛顿第二定律F万=ma,得a=GMr2,则a0
运动,GMmr2>mv2Br,r=2R-0.5R=1.5R,可得vB< 2GM3R,D项错误. 15.如图3所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则 ( ) 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 图3 A.电容器中的电场强度将增大 B.电容器的电容将减小 C.电容器上的电荷量将减少 D.液滴将向上运动 答案 C 解析 将滑动变阻器的滑片P向左移动,电容器的电容不变,R2中的电流减小,电容器两端电压减小,电容器上的电荷量将减少,电容器中的电场强度将减小,带电液滴所受电场力减小,液滴将向下运动,选项C正确. 16.(2013·新课标Ⅰ·18)如图4,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为R2,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力) ( ) 图4 A.qBR2m B.qBRm C.3qBR2m D.2qBRm 答案 B 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 解析 如图所示,粒子做圆周运动的圆心O2必在垂直于速度方向的直线EF上,由于粒子射入、射出磁场时运动方向间的夹角为60°,故圆弧ENM对应圆心角为60°,所以△EMO2为等边三角形.由于O1D=R2,所以∠EO1D=60°,△O1ME为等边三角形,所以可得到粒
子做圆周运动的半径EO2=O1E=R,由qvB=mv2R,得v=qBRm,B正确. 二、双项选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,只选一个且正确的得3分,有选错或不答的得0分.) 17.(2013·广东·17)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是235 92U+10n→144 56Ba+8936Kr+310n.下列说法正确的有 ( ) A.上述裂变反应中伴随着中子放出 B.铀块体积对链式反应的发生无影响 C.铀核的链式反应可人工控制 D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响 答案 AC 18.下列说法正确的是 ( ) A.液体表面张力产生的原因是:液体表面层分子较密集,分子间引力大于斥力 B.晶体有一定的熔化温度,非晶体没有一定的熔化温度 C.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,但扩散现象和布朗运动并不是热运动 D.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 答案 BC 解析 液体表面层分子较稀疏,分子间的引力大于斥力,产生表面张力,选项A错误;第二类永动机并不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律,选项D错误.本题答案为B、C. 19.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要.以下符合史实的是 ( ) A.伽利略证明了轻物和重物下落的速度不受其重力大小的影响 B.开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律 C.卡文迪许利用扭秤装置测定了万有引力常量G的数值 D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 答案 AC 解析 伽利略证明了轻物和重物下落的速度不受其重力大小的影响,选项A正确;开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了开普勒行星运动定律,选项B错误;卡文迪许利用扭秤装置测定了万有引力常量G的数值,选项C正确;伽利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动,选项D错误. 20.如图5所示,质量m=1 kg的物块,以速度v0=4 m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带,传送带上A、B两点间的距离L=6 m,已知传送带的速度v=2 m/s,物块与传送带文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2.关于物块在传送带上的运动,下列表述正确的是 ( ) 图5 A.物块在传送带上运动的时间为4 s B.物块滑离传送带时的速率为2 m/s C.传送带对物块做功为6 J D.整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18 J 答案 BD 解析 物块与传送带之间的摩擦力为μmg=2 N,加速度为a=μg=2 m/s2,物块减速到零时的位移为s=v202a=4 m,没有到达B端,物块会向左加速运动,加速到与传送带速
度相同时的位移s1=v22a=1 m,则物块还要以2 m/s的速度向左匀速运动4 m-1 m=3 m脱离传送带,选项B正确;物块减速运动的时间t1=v0a=2 s,加速运动的时间t2=va=1 s,匀速运动的时间t3=32 s=1.5 s,总时间为2 s+1 s+1.5 s=4.5 s,选项A错误;根据动能定理,传送带对物块做的功为12mv2-12mv20=-6 J,选项C错误;整个过程中摩擦力产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,只有在物块减速运动和加速运动时才有相对位移,在物块减速运动和加速运动阶段,传送带一直做匀速运动,相对位移为s′=4 m+4 m+2 m-1 m=9 m,产生的热量Q=fs′=18 J,选项D正确. 21.如图6所示,一带正电的离子P,在只受某一点电荷Q(Q 未画出)的电场力作用下,从A经过B运动到C的轨迹,轨迹关于水平轴线MN对称,B点是轨迹曲线的最右端.则以下说法正确的是 ( ) 图6 A.B点速率可能最大 B.B点加速度一定最大 C.B到C过程电势能可能减小 D.A到B过程电势能一定减小 答案 AC 解析 带正电的离子P在只受某一点电荷Q的电场力作用下,从A经过B运动到C,根据题图的轨迹,若点电荷Q在左侧带负电,则带正电的离子P经过B点速率可能最大,也可能最小;若电荷Q在右侧带正电,则带正电的离子P经过B点速率可能最小,选项A正确.若带正电的离子P经过B点速率最大,则B点加速度最大;若带正电的离子P经过B点速率最小,则B点加速度最小,选项B错误.若点电荷Q在右侧带正电,则带正电的离子由B到C过程电场力做正功,电势能减小,选项C正确.若点电荷Q在左侧带负电,带正电的离子由A到B过程可能克服电场力做功,电势能增加,选项D错误. 三、非选择题(本大题共3小题,共54分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题、答案中必须明确写出数值和单位.) 34.(18分)(1)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7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,其一端与穿过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,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点. 图7 ①图8给出的是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a=________m/s2(保留两位有效数字) 图8 ②为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是______. A.木板的长度L B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t ③滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).
(2)用伏安法测一个蓄电池的电动势E和内电阻r.现有器材:电流表(量程60 mA,内阻约为10 Ω);电压表(量程10 V,内阻约为20 kΩ);热敏电阻(80 Ω~200 Ω);5杯温度分别为20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃的水;开关一个;导线若干. ①有一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物,如图9所示,请用笔画线代替导线把电压表接入电路. 图9 ②下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据,他把这些数据画出如图10所示U-I图线,由该图线可得蓄电池的电动势E=________V,内电阻r=______Ω(保留二位有效数字). t/℃ 20 40 60 80 100
I/mA 26.1 33.3 40.0 46.2 52.2
U/A 5.48 5.33 5.20 5.08 4.96
图10 ③利用以上数据还可以粗略算出热敏电阻的阻值,发现随着温度的升高,热敏电阻的阻值将会变________(填“小”或“在”). 答案 (1)①0.49(2分) ②CD(2分) ③m3g-m2+m3am2g(2分) (2)①所画电路如图(4分). ②6.0(5.8~6.2都对)(3分),20(19~21都对)(3分) ③小(2分)