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專題05 實驗 專題十三 實驗 考綱原文再現(xiàn) 內(nèi)容 要求 實驗一：研究勻變速直線運動 實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實驗三：驗證力的平行四邊形定則 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：驗證動量守恒定律 實驗八：測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器) 實驗九：描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗十：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗十一：練習使用多用電表 實驗十二：傳感器的簡單使用 1.要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、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.要求認識誤差問題在實驗中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差 3.要求知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達直接測量的結(jié)果。間接測量的有效數(shù)字運算不作要求 考查方向展示 考向1 以彈簧或橡皮筋為紐帶的力學實驗 【樣題1】 （2018新課標全國I卷）如圖（a），一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤：一標尺由游標和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖（a）中彈簧的勁度系數(shù)，當托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數(shù)為1.950 cm；當托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為_______cm。當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m（保留3位有效數(shù)字）。 【答案】3.775 53.7 【解析】本題主要考查游標卡尺的讀數(shù)，彈簧勁度系數(shù)的測量、胡克定律及其相關(guān)的知識點，意在考查考生靈活運用教材上游標卡尺的使用和探究彈簧的伸長與形變量的關(guān)系實驗知識的能力。 （3）小車拖動紙帶移動的距離等于重物下落的距離，又小車所受拉力約等于重物重力，因此W=mgx2；小車做勻變速直線運動，因此打B點時小車的速度為打AC段的平均速度，則。 考向3 以平拋運動為基礎(chǔ)研究彈性勢能及動量守恒 【樣題6】 （2011北京卷）如圖甲，用"碰撞實驗器"可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。 （1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測量______（填選項前的符號），間接地解決這個問題。 A．小球開始釋放高度h B．小球拋出點距地面的高度H C．小球做平拋運動的射程 （2）圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．接下來要完成的必要步驟是______（填選項前的符號） A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2 B．測量小球m1開始釋放高度h C．測量拋出點距地面的高度H D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E．測量平拋射程OM、ON （3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為____________________（用（2）中測量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為____________________（用（2）中測量的量表示）。 （4）經(jīng)測定，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖乙所示．碰撞前、后m1的動量分別為與，則:=_______:11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為，則:=11:_______。實驗結(jié)果表明，碰撞前、后總動量的比值為_______。 （5）有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大。請你用（4）中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程ON的最大值為______cm。 【答案】（1）C （2）ADE （3）m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2 （4）14 2.9 1.01 （5）76.8 （3）設(shè)落地時間為t，則，，，若動量守恒，則有，若碰撞為彈性碰撞，即動能守恒，則有。故m1OP=m1OM+m2ON成立，則動量守恒；m1OP2=m1OM2+m2ON2成立，則為彈性碰撞。 （4）碰撞前后m1動量之比為，碰后m1、m2動量之比為，碰撞前后總動量的比值。 考向4 以測量電阻或電動勢為核心的電學實驗 【樣題7】 （2018江蘇卷）一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻． （1）如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線（圖中虛線所示）時的實驗電路．請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________；____________． （2）實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的數(shù)據(jù)見下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________．由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V；內(nèi)阻為__________Ω． R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）為了得到更準確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表的示數(shù)為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動勢應為_______V；內(nèi)阻應為_____Ω． 【答案】（1）①開關(guān)未斷開 ②電阻箱阻值為零 （2）圖象如圖所示 1.4（1.30~1.44都算對） 1.2（1.0~1.4都算對） （3）1.4（結(jié)果與（2）問第一個空格一致） 1.0（結(jié)果比（2）問第二個空格小0.2） 【解析】本題考查測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗，意在考查考生的實驗數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力。 （3）用電壓表與電流表并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則E=I(R+RA+r)，得，所以圖線的斜率仍表示電動勢，電動勢的準確值為1.4 V，圖線的截距表示（RA+r），所以內(nèi)阻精確值為r=（1.20–0.20）Ω=1.00 Ω。 【樣題8】 （2017天津卷）某探究性學習小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 kΩ，電阻R1=9.0 kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0=3.0 Ω的電阻。 （1）按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)、和三條導線中，混進了一條內(nèi)部斷開的導線。為了確定哪一條導線內(nèi)部是斷開的，將電建S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、間電壓，讀數(shù)不為零，再測量、間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是_______導線斷開；若讀數(shù)為零，則一定是_______導線斷開。 （2）排除故障后，該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如右圖。由I1–I2圖象得到電池的電動勢E=_______V，內(nèi)阻r=_______Ω。 【答案】（1） （2）1.41（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可） （2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律有，由于，上式可簡化為，即，圖線斜率，解得內(nèi)阻r=0.5 Ω，代入橫截距(260 mA，0.05 mA)，解得電動勢E=1.41 V。 考向5 以多用電表為核心的電學實驗 【樣題9】 （2018新課標全國II卷）某同學組裝一個多用電表。可用的器材有：微安表頭（量程100內(nèi)阻900）；電阻箱R1 （阻值范圍0999.9）；電阻箱R2 （阻值范圍099 999.9）；導線若干。 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。 回答下列問題： （1）在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱___________。 （2）電阻箱的阻值 _____________;R2=____________ （保留到個位） 【答案】（1）如圖所示 （2）100 2 910 【解析】（1）R1的電阻比較小，所以R1與表頭并聯(lián)構(gòu)成大量程的的電流表，R2的阻值比較大，與改裝后的電流表串聯(lián)可充當大量程的電壓表，設(shè)計電路圖如圖所示; 考向6 以考查伏安特性曲線為核心的電學實驗 【樣題10】 （2018新課標全國I卷）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路探究在25℃~80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性，所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻RT，其標稱值（25℃時的阻值）為900.0 Ω：電源E（6V，內(nèi)阻可忽略）：電壓表 （量程150 mV）：定值電阻R0（阻值20.0 Ω），滑動變阻器R1（最大阻值為1 000 Ω）：電阻箱R2（阻值范圍0-999.9 Ω）：單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。 實驗時，先按圖（a）連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0℃，將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0：保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0：斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)，逐步降低溫控室的溫度t，得到相應溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0C，實驗得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表。 t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列問題： （1）在閉合S1前，圖（a）中R1的滑片應移動到_____填“a”或“b”）端； （2）在圖（b）的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點，并做出R2-t曲線：___________ （3）由圖（b）可得到R1，在25℃-80C范圍內(nèi)的溫度特性，當t=44.0℃時，可得R1=____Ω； （4）將Rt握于手心，手心溫度下R2的相應讀數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)為____Ω，則手心溫度為______℃。 【答案】（1）b （2）如圖所示 （3）450 （4）620.0 33.0