2019高考物理快速提分法模型十五物理实验学案（含解析）.docx

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1、1物理实验经典例题 (1)在“验证平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果相同是指（_）A弹簧测力计的弹簧被拉长B使橡皮条伸长到同一长度C细绳套受拉力产生形变D使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度分析与解答：在“探究力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效法” ，即要求两次拉橡皮筋到同一点 O，从而是橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，D 正确(2)在上述实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是（_） .A图乙中的 F 是力 F1和 F2

2、合力的理论值，F是力 F1和 F2合力的实际测量值B图乙中的 F是力 F1和 F2合力的理论值，F 是力 F1和 F2合力的实际测量值C在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响分析与解答：F 1与 F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉 O 点的时的值，因此 F是 F1与 F2合成的理论值，F 是 F1与 F2合成的实际值，故A 正确，B 错误；由于 O 点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故 C 正确2变式 1“用电火花计时器（或电磁打点计时器）探究匀变速直线运动

3、”的实验中，某同学打出了一条纸带已知计时器打点时间间隔为 0.2s，他按打点的先后顺序，从比较清晰的点起，每五个点取作一个计数点，分别标明 O、 A B C D等几个计数点，如图所示，则： B C两计数点间的时间间隔为_ ，在 之间的平均速度大小为_ m/s，打 点时的瞬时速度大小为_ m/s分析与解答：打点计时器的打点时间间隔为 0.02s，每 5 个点取一个计数点，所以任意两个计数点之间的时间间隔为 ；BC 段的平均速度由速度公式得知 ；打 C 点时的瞬时速度等于 BD 段的平均速度，故有 ；变式 2 气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、B，滑块 P 上固定一遮光条，若光线

4、被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器 A、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图象。（1）实验前，按通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t 1_t 2（选填“” 、 “=”或“”或“”）分析与解答：（1）此实验中要用半偏法来测量电流表的内阻，且要使得当保持 R 不变时，闭合 S2，调节 R0，使 G 表读数为 05mA，即电路的电路保持 1mA 不变，故要求滑动变阻器阻值越大误差越小，则滑动变阻器选择阻值较大的 D；此时要求电源的电动势约为33152

5、gEIV左右，故电源选 B；电阻箱应该选择与待测电流表阻值相当的 F；（2）保持滑动变阻器阻值 R 不变，闭合 S2，调节 R0，使 G 表读数为 05mA；（3）断开 S2、闭合 S1，调节 R，使 G 表读数为 1mA；保持滑动变阻器阻值 R 不变，闭合 S2，调节 R0，使 G 表读数为 05mA，此时由于电路的电阻变小，则电路的总电流大于1mA；电阻箱上的电流大于 05mA，此时电阻箱的电阻小于电流计的电阻，即电流表内阻的测量值 R 测 和真实值 R 真 相比偏小。变式 8 如图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图，图中 R0是保护电阻（10） ，19R1是电阻箱（0999）

6、，R 是滑动变阻器，A 1和 A2是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小） 在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：连接好电路，将滑动变阻器 R 调到最大；闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1为适当值，再调节滑动变阻器 R，使 A1示数 I1=015A，记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2的示数 I2；重复步骤（2） ，再测量 6 组 R1和 I2的值；将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点，得到如图 2 所示的图象根据实验回答以下问题：（1）现有四只供选用的电流表A电流表（03mA，内阻为 20）B电流表（03mA，内阻未知）C电流表（003A，

7、内阻为 50）D电流表（003A，内阻未知）A1应选用A 2应选用（选填字母 A、B、C、D）（2）测得一组 R1和 I2值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数I1=015A，应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值（选填“不变” 、 “变大”或“变小” ） （3）根据以上实验得出 Rx= （保留两位有效数字）分析与解答：（1）根据实验原理并联部分电压相等，可以得出02AAxIRIR，解得： 21101AxARIR，通过图像斜率可以求出未知电阻的阻值，斜率中的 2A必须知道，由于电流表 A1的示数为 015A，所以选用量程为 03A 的电流表，只要知道电流大小即可，即选用 D；根据 R

8、1与 I2的关系图，20可知 A2的量成为 03A,且必须要知道其电阻，所以选用 C 表；（2）调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数 I1=015A，则与其串联的两个电阻一个电流表的两端电压必须要减小，因此只有应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值变大，才能达到这样的条件；（3）根据题目中已知描的点，平滑连接，远离图象的点舍去，如图所示（4）根据欧姆定律， 1102AAxIRIR，则有：21101AxRI，而 R1与 I2图象的斜率为： 580241.7.36k，得出 24.753.xAk变式 9 某同学要将一个电流表改装为电压表，他先需要精确测量待改装电流表的内电阻。实验中备用的器材有

9、：A待改装电流表（量程 0300A，内阻约为 100）B标准电压表（量程 03V）C电阻箱（阻值范围 09999）D电阻箱（阻值范围 0999999）E电源（电动势 4V，有内阻）F电源（电动势 12V，有内阻）G滑动变阻器（阻值范围 050，额定电流 15A）H开关两个、导线若干如果采用如图所示的电路测定电流表 G 的内电阻，并且要想得到较高的精确度。那么从以上备用的器材中，可变电阻 R1应选用，电源 E 应选用。 （填选项前的字母符号）21如果实验时要进行的步骤有A闭合 S1；B闭合 S2；C观察 R1的阻值是否最大，如果不是，将 R1的阻值调至最大；D调节 R1的阻值，使电流表指针偏转到

10、满刻度；E调节 R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；F记下 R2的阻值。进行实验的合理步骤顺序是（填字母代号） 。如果在步骤 F 中所得 R2的阻值为 950，要将该电流表 G 改装成量程为 03V 的电压表，则需要与电流表联一个阻值为 的电阻。在测量电流表内阻的过程中，如果该同学将电阻 R2的阻值从 300 逐渐调小到 0，则电阻 R2上消耗的电功率 P2随电阻 R2的变化规律可能是图中四个图的。分析与解答： 该实验是利用半偏法测量电流表 G 的内阻，为减小实验的误差，提高实验的精度，结合图 2，变阻箱接入电路 R1的电阻要比电流表 G 的内阻尽可能大，故 R1应选用 D；为保持电流

11、表能满偏，应选用较大电动势的电源，故电源选择 F；半偏法的实验步骤是先闭合开关 S1，调节电阻箱 R1，使电流表 G 达到满偏，再闭合开关 S2，调节电阻箱 R2，使电流表 G 达到半偏，此时电阻箱的阻值和电流表 G 的内阻相等（但有系统误差） ，当然，电阻箱接入电路前要调到最大；故合理的步骤是 CADBEF；电流表 G 改装电压表，应该串联一个电阻，阻值为 ，带入计算可得 ；根据电路，可以写出电阻22消耗的功率为 ，结合数学知识，应选择 D变式 10 某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻（1）在使用多用表时指针位置如图甲，若电表的选择开关指在电阻“10”挡，则读数

12、结果为_；若多用表的选择开关指在“25V”档，然后直接接在电源两极，则电源电动势约为_V（2）为了更准确地测量电源的电动势和内电阻，他用多用表的“直流 100 mA”挡设计了如图乙的测量电路，在方框里画出实验电路图 （电流表符号“ ”，电阻箱符号“ ”）（3）将多用电表的选择开关从 OFF 旋转至“直流 100 mA”挡，调节电阻箱到合适的值并记录其读数 R，合上开关从多用表上读出相应的示数 I（4）重复（3）获得多组数据，根据数据作出了如图所示的 IR1图线（5）由 图 线 得 干 电 池 的 电 动 势 E V（ 保 留 三 位 有 效 数 字 ） ， 内 阻 r（取整数） 。23分析与解

13、答：（1）由图可知，指针的示数为 14，则读数为：1410=140；量程选25V，则最小分度为 005；故读数为 130V；（2）采用电流表和电阻箱完成实验，故只需将电流表和电阻串联即可；故原理图如图所示；（5）由 E=IR+Ir，变形为： 1RrEI，根据函数斜率和截距的概念应有： 3481.0kV，-r=-8，可得：r=8变式 11 实验室只备有下列器材：蓄电池（电动势约 6） ，电压表一个（量程 03V，内阻几千欧） ，电阻箱一个（ 09） ，滑动变阻器一个（ 01） ，开关一个，导线若干。（1）甲组同学设计了一个半偏法测量电压表内阻的电路图 1，请你连接实物图 2。（2）测量时，在开关

14、 S 闭合前先将滑动变阻器 1R的触头滑至最左端，电阻箱 R的旋钮调至零位，闭合开关 S 后只调节滑动变阻器 的触头使电压表指针恰好满偏，保持触头位置不动，再调节电阻箱 2，当电压表指针恰好是满偏的三分之二，则测得电压表的内阻等于。（3）甲组同学用以上方法测量得到的电压表内阻与实际值相比（填“偏大”或“偏小”） 。（4）乙组同学为测定蓄电池的电动势和内阻，设计出另一种电路，不用滑动变阻器，24只把电阻箱调至最大值后与电压表（内阻 vR） 、电源、开关共同组成一个串联电路，通过调节电阻箱获得多种 U、R 值，并绘出 1图像，若得到的图像是一条直线，且直线的斜率为 k，图线在 1轴上的截距为 b，

15、则该蓄电池的电动势 E，内阻 r（用 k、b 和v表示） 。分析与解答：（1）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：（2）滑动变阻器阻值远小于电压表内阻，分压电路两端电压可以认为保持不变，电阻箱的读数为 0R时，电压表指针恰好是满偏的三分之二，则电阻箱两端电压是电压表满偏电压的三分之一，串联电阻两端电压与其阻值成正比，则电压表内阻是电阻箱接入电路阻值的两倍，即电压表内阻为： 02R。（3）电阻箱接入电路后，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变小，分压电路两端电压增大，当电压表半偏时，电阻箱两端电压大于电压表满偏电压的一半，电阻箱阻值大于电压表内阻，我们认为电压表内阻等于电阻箱阻值，则电压表内阻测量值偏大。（4）在闭合电路中，电源电动势： (） ） VUEIRrRr，整理得：1 1VVRrUE， UR图象的斜率： 1Vk，图象的截距：Vb，则电源电动势： 1VE，电源内阻： rRb。