實(shí)驗(yàn)
23.(12分)(2008年高考山東理綜卷23題)2007年諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng),利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度。
若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線,其中RB、RO分別表示有、無磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B,需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實(shí)驗(yàn)。
(1)設(shè)計(jì)一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路,在圖2的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出,待測磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.6~1.0T,不考慮磁場對電路其它部分的影響)。要求誤差較小。
提供的器材如下:
A.磁敏電阻,無磁場時阻值
B.滑動變阻器R,全電阻約
C.電流表,量程2.5mA,內(nèi)阻約
D.電壓表,量程3V,內(nèi)阻約3k
E.直流電源E,電動勢3V,內(nèi)阻不計(jì)
F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(2)正確接線后,將磁敏電阻置入待測磁場中,測量數(shù)據(jù)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
根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB= ,結(jié)合圖1可知待測磁場的磁感
應(yīng)強(qiáng)度B= T。
(3)試結(jié)合圖1簡要回答,磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0~0.2T和0.4~1.0T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同?
(4)某同學(xué)查閱相關(guān)資料時看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線(關(guān)于縱軸對稱),由圖線可以得到什么結(jié)論?
(1)如右圖所示
(2)1500 0.90
(3)在0~0.2T范圍內(nèi),磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化(或不均勻變化);在
0. 4~1.0T范圍內(nèi),磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化(或均勻變化)
(4)磁場反向,磁敏電阻的阻值不變。
23.(1)見解析圖
(2)1500;0.90
(3)在0~0.2T范圍內(nèi),磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化(或不均勻變化);在
0. 4~1.0T范圍內(nèi),磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化(或均勻變化)
(4)磁場反向,磁敏電阻的阻值不變。
【解析】(1)當(dāng)B=0.6T時,磁敏電阻阻值約為6×150Ω=900Ω,當(dāng)B=1.0T時,磁敏電阻阻值約為11×150Ω=1650Ω.由于滑動變阻器全電阻20Ω比磁敏電阻的阻值小得多,故滑動變阻器選擇分壓式接法;由于,所以電流表應(yīng)內(nèi)接.電路圖如圖所示.
(2)方法一:根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求得磁敏電阻的阻值分別為:,,,
,,
故電阻的測量值為(1500-1503Ω都算正確.)
由于,從圖1中可以讀出B=0.9T
方法二:作出表中的數(shù)據(jù)作出U-I圖象,圖象的斜率即為電阻(略).
(3)在0~0.2T范圍,圖線為曲線,故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化(或非均勻變化);在0.4~1.0T范圍內(nèi),圖線為直線,故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化(或均勻變化);
(4)從圖3中可以看出,當(dāng)加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的磁場時,磁敏電阻的阻值相等,故磁敏電阻的阻值與磁場方向無關(guān).
本題以最新的科技成果為背景,考查了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力.從新材料、新情景中舍棄無關(guān)因素,會看到這是一個考查伏安法測電阻的電路設(shè)計(jì)問題,及如何根據(jù)測得的U、I值求電阻.第(3)、(4)問則考查考生思維的靈敏度和創(chuàng)新能力.總之本題是一道以能力立意為主,充分體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的三維目標(biāo),考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、獲取新知識的能力、建模能力的一道好題.
15.(11分)(2008年高考廣東物理卷15題)某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性.現(xiàn)在器材:直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表,待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等.
(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻的隨溫度變化的特性,請你在圖的實(shí)物圖上連線.
(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟:
①正確連接電路,在保溫容器中注入適量冷水,接通電源,調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值;②在保溫容器中添加少量熱水,待溫度穩(wěn)定后,閉合開關(guān), , ,斷開開關(guān);
③重復(fù)第②步操作若干次,測得多組數(shù)據(jù).
(3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值,并據(jù)此繪得圖10的R-t關(guān)系圖線,請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R-t關(guān)系式:R= + t(Ω)(保留3位有效數(shù)字)
15.(1)圖略
(2)記錄電壓表電壓值、溫度計(jì)數(shù)值
(3)R=100+0.395 t
15.(1)如右圖所示。
(2) 記錄溫度升高后的溫度計(jì)的讀數(shù)和對應(yīng)此時電壓表的讀數(shù)。
(3)R= 100 + 0.4t
【解析】根據(jù)就可解出不同溫度下熱敏電阻的阻值,并利用圖線得出圖線的斜率,我們就可解出R= 100 + 0.4t().
【知識鏈接】伏安法測電阻。在這個實(shí)驗(yàn)中電流強(qiáng)度是已知的恒定的值,而電壓是通過電壓表測得的,根據(jù)就可解出不同溫度下熱敏電阻的阻值,同學(xué)們在理解不同條件下伏安法測電阻的物理意義.
16.(13分)(2008年高考廣東物理卷16題)某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”,圖中小車中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)針時器工作頻率為50 Hz.
(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時器附近, , ,小車拖動紙帶,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一列點(diǎn), ;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作。
(2)圖是鉤碼質(zhì)量為
(3)在上車的運(yùn)動過程中,對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng), 做正功,
做負(fù)功.
(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線(其中Δv2=v2-v20),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是 .要驗(yàn)證“動能定理”,還需要測量的物理量是摩擦力是 .
表1紙帶的測量結(jié)果
測量點(diǎn)
S/cm
r/(m?s-1)
0
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
16.(1)②接通電源、釋放小車 斷開開關(guān)
(2)5.06 0.49 (3)鉤砝的重力 小車受摩擦阻力
(4)小車初末速度的平方差與位移成正比 小車的質(zhì)量
16.(1)先打開電源,再釋放紙帶;斷開電源,取下紙帶。
(2)
(4)速度平方之差()與位移成正比,小車的質(zhì)量。
【解析】在探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,我們首先要驗(yàn)證功W與速度變化的關(guān)系,但不是正比的關(guān)系,而的變化即()與功W是成正比的,如果再測出小車的質(zhì)量就可算出小車動能的變化,最終可驗(yàn)證動能定理。在驗(yàn)證C點(diǎn)時,從紙帶上可知C點(diǎn)的速度就是BD的平均速度,。
【知識鏈接】動能定理。動能定理是高中階段最重要的定理,合外力所做的功等于物體的動能變化,,公式中的功W是合外力的功,也就是總功。
三、非選擇題:包括必考題和選考題兩部分。第22題~第29題為必考題,每個試題考生都必須做答。第30題~第38題為選考題,考生根據(jù)要求做答。
22.(15分)(2008年高考寧夏理綜卷22題)
I.右圖為一正在測量中的多用電表表盤.
(1)如果是用×10檔測量電阻,則讀數(shù)為 。
(2)如果是用直流10 mA檔測量電流,則讀數(shù)為 mA。
(3)如果是用直流5 V檔測量電壓,則讀數(shù)為 V。
Ⅱ.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接。打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實(shí)驗(yàn)時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運(yùn)動,在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。
(1)上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)。
(2)回答下列兩個問題:
①為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有 。(填入所選物理量前的字母)
A.木板的長度l B.木板的質(zhì)量m1
C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3
E.滑塊運(yùn)動的時間t
②測量①中所選定的物理量時需要的實(shí)驗(yàn)器材是 。
(3)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)= (用被測物理量的字母表示,重力加速度為g).與真實(shí)值相比,測量的動摩擦因數(shù) (填“偏大”或“偏小” )。寫出支持你的看法的一個論據(jù):
。
22.Ⅰ.(1)60
(2)7.18
(3)3.59
Ⅱ.(1)0.495~0
(2)①CD
(3)
【解析】歐姆檔在最上面的一排數(shù)據(jù)讀取,讀數(shù)為6×10Ω=60Ω;電流檔測量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù),讀數(shù)為7.18mA;同樣直流電壓檔測量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的中間一排數(shù)據(jù)較好,讀數(shù)為35.9×0.1V=3.59V。對紙帶的研究直接利用逐差法取平均值計(jì)算加速度。
四、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,第13題4分,第14題11分,共15分.把答案寫在答題卡中指定的答題處,不要求寫出演算過程)
13、(2008年高考海南物理卷13題)某同學(xué)用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑,測微器的示數(shù)如圖所示,該金屬絲直徑的測量值為 mm.
13.【答案】:2.793(2.791~
【解析】:測量值讀數(shù)為
14、(2008年高考海南物理卷14題)一毫安表頭
滿偏電流為9.90 mA,內(nèi)阻約為300 Ω.要求將此毫安表頭改裝成量程為
⑴完善下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線;
②將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至 端(填“a”或“b”),電阻箱R0的阻值調(diào)至零;
③合上開關(guān);
④調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭,增大回路中的電流,
使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為
⑤調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值,使毫安表指針接近滿偏,此時標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會 (填“增大”、“減小”或“不變”);
⑥多次重復(fù)步驟④⑤,直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為 ,同時毫安表指針滿偏.
⑵回答下列問題:
①在完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后,電阻箱使用阻值的讀數(shù)
為3.1 Ω,由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為 .
②用改裝成的電流表測量某一電路中的電流,電流表指針半偏,此時流過電阻箱的電流為 A.
⑧對于按照以上步驟改裝后的電流表,寫出一個可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素:
。
14.【答案】:(1)①如圖;②b;⑤減;⑥
【解析】:(1)將滑動變阻器的滑動頭調(diào)至b點(diǎn)是為了保護(hù)毫安表;在調(diào)節(jié)電阻箱時,由于接入回路的電阻增加,故電流表電流會減小;為了能成功改裝為
22.(18分)(2008年高考全國Ⅰ理綜卷22題)
Ⅰ.(6分)如圖所示,兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B,分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端,已知m1>m2,現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過程中進(jìn)行測量,則需要測量的物理量有_________。
①物塊的質(zhì)量m1、m2;
②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間;
③物塊B下落的距離及下落這段距離所用的時間;
④繩子的長度。
(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度,某小組同學(xué)對此實(shí)驗(yàn)提出以下建議:
①繩的質(zhì)量要輕;
②在“輕質(zhì)繩”的前提下,繩子越長越好;
③盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動,不要搖晃;
④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小。
以上建議中確實(shí)對提高準(zhǔn)確程度有作用的是_________。
(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議:______________________________________________________________________________。
Ⅱ.(12分)一直流電壓表V,連成為1V,內(nèi)阻為1000Ω,F(xiàn)將一阻值在5000~7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián),以擴(kuò)大電壓表的連成。為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值,再給定一直流電源(電動勢E為6~7V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),一阻值R2=2000Ω的固定電阻,兩個單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線。
(1)為達(dá)到上述目的,將答題卡上對應(yīng)的圖連成一個完整的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)連線完成以后,當(dāng)S1與S2均閉合時,電壓表的示數(shù)為0.90 V;當(dāng)S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數(shù)為0.70 V,由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V,電源電動勢為 V.
22、I(1)答案:①②或①③解析:通過連結(jié)在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化是否相等,A、B連結(jié)在一起,A下降的距離一定等于B上升的距離;A、B的速度大小總是相等的,故不需要測量繩子的長度和B上升的距離及時間。
(2)答案:①③。解析:如果繩子質(zhì)量不能忽略,則A、B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能,從而為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律帶來誤差;若物塊搖擺,則兩物體的速度有差別,為計(jì)算系統(tǒng)的動能帶來誤差;繩子長度和兩個物塊質(zhì)量差應(yīng)適當(dāng)。
(3)答案:對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值;或選取受力后相對伸長量盡量小的繩;(個人補(bǔ)充:盡量減小滑輪的質(zhì)量、對滑輪轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行潤滑、選擇質(zhì)量相對較大的物塊A、B)
解析:多次取平均值可減少測量誤差,繩子伸長量盡量小,可減少測量的高度的準(zhǔn)確度。(個人補(bǔ)充解析:實(shí)驗(yàn)過程中,滑輪也會轉(zhuǎn)動,其能量同樣來源于A、B組成的系統(tǒng),故應(yīng)減小滑輪的質(zhì)量。)
II.答案:7,6.3(1)將待測電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后與電源連接即可。設(shè)電源電動勢為E,則由閉合電路歐姆定律,當(dāng)兩開關(guān)都閉合時,R2被短路,有:U1=E當(dāng)S1閉合,S2斷開時,E=U2+(R1+R2);解兩式得:R1=6000Ω ,E=6.3V;根據(jù)串聯(lián)分壓原理,可得電壓表量程為7V。
22. (18分)(2008年高考全國Ⅱ理綜卷22題)
(1)(5分)某同學(xué)用螺旋測微器測量一銅絲的直徑,測微器的示數(shù)如圖所示,該銅絲的直徑為__________mm.
(2)(13分)右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖. 該實(shí)驗(yàn)可用來測量待測電阻Rx的阻值(約500Ω). 圖中兩具電壓表量程相同, 內(nèi)阻都很大. 實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①調(diào)節(jié)電阻箱, 使它的阻值R0與待測電阻的阻值接近; 將滑動變阻器的滑動頭調(diào)到最右端.
②合上開關(guān)S.
③將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動, 使兩個電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn).
④記下兩個電壓表V1和V2的讀數(shù)U1和U2
⑤多次改變滑動變阻器滑動頭的位置, 記下V1和V2的多組讀數(shù)U1和U2
⑥求Rx的平均值.
回答下面問題:
(Ⅰ)根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖,其中電阻箱的符號為, 滑動變阻器的符號為,其余器材用通用的符號表示。
(Ⅱ)不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響,用U1、U2和R0表示Rx的公式為Rx=___________
(Ⅲ)考慮電壓表內(nèi)阻的影響, 用U1、U2、R0、V1的內(nèi)阻r1、V2的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx=__________________
22、(1)4.592~4.594;
(2)I電路如圖:.
II
III.
解析:(1)螺旋測微器固定刻度部分讀數(shù)為
(2)不計(jì)電壓表內(nèi)阻,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,有:
(3)可考電壓表內(nèi)阻影響,則R0與Rv1的并聯(lián)電阻與Rx與Rv2的并聯(lián)電阻串聯(lián)分壓,即:解得:。
21.(8分)(2008年高考北京理綜卷21題)
(1)用示波器觀察某交流信號時,在顯示屏上顯示出一個完整的波形,如圖。經(jīng)下列四組操作之一,使該信號顯示出兩個完整的波形,且波形幅度增大。此組操作是 。(填選項(xiàng)前的字母)
A.調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕
B.調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕
C.調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕
D.調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕
(2)某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,并測彈簧的勁度系數(shù)k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè),并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當(dāng)彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數(shù)值記作L0,彈簧下端掛一個
①下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個值,其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是 和 .
測量記錄表:
代表符號
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度數(shù)值/cm
1.70
3.40
5.10
8.60
10.3
12.1
②實(shí)驗(yàn)中,L3和L2兩個值還沒有測定,請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中。
③為充分利用測量數(shù)據(jù),該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差,分別計(jì)算出了三個差值:
。
請你給出第四個差值:dA= = cm。
④根據(jù)以上差值,可以求出每增加
表示的式子為:= ,
代入數(shù)據(jù)解得= cm。
⑤計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k=
N/m。(g取9.
21、(1)C 【解析】調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕,使該信號顯示出兩個完整的波形,調(diào)整Y增益旋鈕,使波形幅度增大。
(2)①l5 ;l6;②6.85(6.84-6.86) ;14.05(14.04-14.06);
③l7-l3 ;7.20(7.18-7.22) ;④
【解析】讀數(shù)時應(yīng)估讀一位,所以其中l5 、 l6兩個數(shù)值在記錄時有誤。
(1)他分別將L1、L2接入圖(a)中的虛線框位置,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時,發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光。在圖(b)中用筆線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完整。
(2)接著他將L1和L2串聯(lián)后接入圖(a)中的虛線框位置,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時,發(fā)現(xiàn)其中一個燈泡亮而另一個燈泡不亮,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_____________________________。
現(xiàn)有如下器材:電源E(6V,內(nèi)阻不計(jì)),燈泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L3(6V,10W),單刀雙擲開關(guān)S。在圖(c)中設(shè)計(jì)一個機(jī)動車轉(zhuǎn)向燈的控制電路:當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1相接時,信號燈L1亮,右轉(zhuǎn)向燈L2亮而左轉(zhuǎn)向燈L3不亮;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與2相接時,信號燈L1亮,左轉(zhuǎn)向燈L3亮而右轉(zhuǎn)向燈L2不亮。
18.【答案】:(1)如圖b
(2)由于RL2比RL1小得多,燈泡L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過,但功率很小,不能發(fā)光。
(3)如圖c
【解析】:由于燈泡L2和L1額定電壓相同,燈泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,燈泡L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過,但功率很小,不能發(fā)光。
19.(10分)(2008年高考上海物理卷19題)如圖所示是測量通電螺線管A內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B及其與電流I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。將截面積為S、匝數(shù)為N的小試測線圈P置于螺線管A中間,試測線圈平面與螺線管的軸線垂直,可認(rèn)為穿過該試測線圈的磁場均勻。將試測線圈引線的兩端與沖擊電流計(jì)D相連。撥動雙刀雙擲換向開關(guān)K,改變通入螺線管的電流方向,而不改變電流大小,在P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起D的指針偏轉(zhuǎn)。
(1)將開關(guān)合到位置1,待螺線管A中的電流穩(wěn)定后,再將K從位置1撥到位置2,測得D的最大偏轉(zhuǎn)距離為dm,已知沖擊電流計(jì)的磁通靈敏度為Dφ, Dφ=,式中為單匝試測線圈磁通量的變化量。則試測線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度B=______;若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時間為Δt,則試測線圈P中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢ε=____。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
I(A)
B(×10-3T)
1
0.5
0.62
2
1.0
1.25
3
1.5
1.88
4
2.0
2.51
5
2.5
3.12
(2)調(diào)節(jié)可變電阻R,多次改變電流并撥動K,得到A中電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)據(jù),見右表。由此可得,螺線管A內(nèi)部在感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I的關(guān)系為B=________。
(3)(多選題)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,提高測量的準(zhǔn)確性,可采取的措施有
(A)適當(dāng)增加試測線圈的匝數(shù)N
(B)適當(dāng)增大試測線圈的橫截面積S
(C)適當(dāng)增大可變電阻R的阻值
(D)適當(dāng)撥長撥動開關(guān)的時間Δt
19.【答案】:(1),
(2)0.00125I(或kI)
(3)A,B
【解析】:(1)改變電流方向,磁通量變化量為原來磁通量的兩倍,即2BS,代入公式計(jì)算得B=,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知電動勢的平均值ε=。
(2)根據(jù)數(shù)據(jù)可得B與I成正比,比例常數(shù)約為0.00125,故B=kI(或0.00125I)
(3)為了得到平均電動勢的準(zhǔn)確值,時間要盡量小,由B的計(jì)算值可看出與N和S相關(guān)聯(lián),故選擇A、B。
22. (2008年高考理綜天津卷) (16分) (1)用螺旋測微器測量金屬導(dǎo)線的直徑,其示數(shù)如圖所示,該金屬導(dǎo)線的直徑為 mm。
(2)用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路,請將實(shí)物圖連線成為實(shí)驗(yàn)電路。
微安表μA(量程200μA,內(nèi)阻約200);
電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約10K);
電阻R(阻值約20k);
滑動變阻器R(最大阻值50,額定電流
電池組E(電動勢3V,內(nèi)阻不計(jì));
開關(guān)S及導(dǎo)線若干。
(3)某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣,發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方,他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L,通過改變擺線的長度,測得6組L和對應(yīng)的周期T,畫出L一T2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個點(diǎn),坐標(biāo)如圖所示。他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法,則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g= 。請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比,將 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
22、【答案】(1)1.880(1.878-1.882均正確)(每空2分)
【解析】題目考查螺旋測微器的讀數(shù)
螺旋測微器的讀數(shù)方法是1、先讀固定尺上的讀數(shù)為
2、讀可動刻度為38.0與精確度0.01相乘得到
3、固定讀數(shù)與可動讀數(shù)相加即為最終結(jié)果,
(2)【答案】實(shí)物連接如圖
從題目中給的電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻以及待測電阻R0的阻值可以判斷測量電路要用伏安法的內(nèi)接法,變阻器的電阻比較小,所以電源電路采用分壓法。
(3)【答案】 相同
【解析】題目考查了用單擺測重力加速度
設(shè)A、B的擺線長為LA和LB,擺線到重心的距離為L1,所以A、B的兩處的擺長分別為LA+L1和LB+L1,根據(jù)周期公式得則 (1) (2) (2)-(1)得
從式子中可以看出,最終的結(jié)果與重心的位置無關(guān),所以不影響g值的測量。
22.(請?jiān)诖痤}卡上作答)(17分)
(1)(2008年高考重慶理綜卷)某實(shí)驗(yàn)小組擬用如題22圖1所示裝置研究滑塊的運(yùn)動.實(shí)驗(yàn)器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板,以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等.實(shí)驗(yàn)中,滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動,同時單擺垂直于紙帶運(yùn)動方向擺動,漏斗漏出的有色液體在紙帶帶下留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置.
①在題22圖2中,從 紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致.
②用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有: 、 (寫出2個即可).
(2)(2008年高考重慶理綜卷)某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了題22圖3所示的電路,用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系.圖中E為直流電源,K為開關(guān),K1為單刀雙擲開關(guān),V為電壓表,A為多量程電流表,R為滑動變阻器,Rx為待測稀鹽水溶液液柱.
①實(shí)驗(yàn)時,閉合K之前將R的滑片P置于 (填“C”或“D”)端;當(dāng)用電流表外接法測量Rx的阻值時,K1應(yīng)置于位置 (填“1”或“2”).
②在一定條件下,用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如題22圖4所示(不計(jì)由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化).實(shí)驗(yàn)中Rx的通電面積為
(填“1”或“2”)可得此時溶液濃度約為 %(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).
22.(1)
① B
②擺長測量、漏斗重心變化、液體痕跡偏粗、阻力變化……
(2)
① D 1
② 35 1
22、(1)本題考查勻加速運(yùn)動和單擺的運(yùn)動, 本題中等難度題目。要使速度和加速度方向相同,則只有B,因?yàn)锽中相等時間內(nèi)紙帶運(yùn)動的距離越來越大。用該方法測量加速度的誤差主要來源有:擺長的測量。漏斗重心的變化,液體痕跡偏粗、阻力變化等。
(2)本題考查電阻率測量這個實(shí)驗(yàn)。閉合K之前,應(yīng)將R的滑片位置置于D端,這樣可保證電表的安全。用電流表外接法測電阻時,K應(yīng)置于1位置。
根據(jù)電阻定律得: 得:,內(nèi)接法使得測量值偏大,對應(yīng)的電阻率也偏大,所以對應(yīng)的曲線為1.由測量得電阻率和圖象可得溶液濃度約為0.011----0.014之間。
22.(17分)(2008年高考理綜四川卷)
I.(9分)一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。盤邊緣上固定一豎直的擋光片。盤轉(zhuǎn)動時擋光片從一光電數(shù)字計(jì)時器的光電門的狹縫中經(jīng)過,如圖1 所示。圖2為光電數(shù)字計(jì)時器的示意圖。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B間的光路被遮斷,顯示器C上可顯示出光線被遮住的時間。
擋光片的寬度用螺旋測微器測得,結(jié)果如圖3所示。圓盤直徑用游標(biāo)卡尺測得,結(jié)果如圖4所示。由圖可知,
(l)擋光片的寬度為_____________mm。
(2)圓盤的直徑為_______________cm。
(3)若光電數(shù)字計(jì)時器所顯示的時間為50.0 ms,則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為_______弧度/秒(保留3位有效數(shù)字)。
Ⅱ.(8分)圖為用伏安法測量電阻的原理圖。圖中, 為電壓表,內(nèi)阻為4000Ω;為電流表,內(nèi)阻為50Ω。E為電源,R為電阻箱,Rx為待測電阻,S為開關(guān)。
(l)當(dāng)開關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U=l.6V,電流表讀數(shù)I=2.0mA。若將作為測量值,所得結(jié)果的百分誤差是____________。
(2)若將電流表改為內(nèi)接。開關(guān)閉合后,重新測得屯壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù),仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測量值,這時結(jié)果的百分誤差是______________。
(百分誤差 )
22、I (1)10.243
(2)24.220
(3)1.69
II (1)20%
(2)5%
解析:I 由螺旋測微器與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得兩者的讀數(shù).mm,mm=
圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為,而,綜合兩式并代入數(shù)據(jù)可得:rad/s.
II (1)測量值為,因電流表外接,所以,故真實(shí)值為,對應(yīng)的百分誤差.
(2)電流表內(nèi)接時,百分誤差.
必做題
lO.(8分) (2008年高考江蘇物理卷)某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時,電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如下圖所示.
讀得直徑d= mm.
(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù):
電阻。
(Ω)
三、簡答題:本題分必做題(第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分。共計(jì)42分.請將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置.
121.O
50.O
23.9
IO.O
3.1
導(dǎo)線直徑 d
(mm)
O
0.999
1.494
1.998
導(dǎo)線截面積 S
(mm2)
O.504
0.784
1.133
1.753
3.135
請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系?若滿足反 比關(guān)系,請說明理由;若不滿足,請寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系.
(3)若導(dǎo)線的電阻率ρ=5.1×10-7Ω?m,則表中阻值為3.1Ω的導(dǎo)線長度l= m(結(jié)
果保留兩位有效數(shù)字)
10、答案:(1)1.200 (2)不滿足,R與S2成反比(或RS2=常量)(3)19
解析:(1)外徑千分尺讀數(shù)先可動刻度左邊界露出的主刻度L,如本題為
(2)直接用兩組R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明顯不相等,可迅速判斷結(jié)果“不滿足”;并同時可簡單計(jì)算50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54=50,兩者接近相等,即R與d的四次方成反比,可迅速得出R與S2成反比。計(jì)算時選擇合適的數(shù)據(jù)可使自己計(jì)算簡單方便,如本題中的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753)。
(3)根據(jù)有:=≈19
11.(10分) (2008年高考江蘇物理卷)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.弧形軌道末端水平,離地面的高度為H。將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s.
(1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2= (用H、h表示).
(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量得到一組數(shù)據(jù),如下表所示:
h(10-
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2 (10-1m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
請?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出s2--h關(guān)系圖.
(3)對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2--h關(guān)系圖線(圖中已畫出),自同一高度靜止釋放的鋼球,水平拋出的速率 (填“小于”或“大于”)理論值.
(4)從s2--h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是 .
11.答案:(1)4Hh(2)見圖
(3)小于 (4)摩擦,轉(zhuǎn)動(回答任一即可)
解析:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒,可得離開軌道時速度為,由平拋運(yùn)動知識可求得時間為,可得.
(2)依次描點(diǎn),連線,注意不要畫成折線。
(3)從圖中看,同一h下的s2值,理論值明顯大于實(shí)際值,而在同一高度H下的平拋運(yùn)動水平射程由水平速率決定,可見實(shí)際水平速率小于理論速率。
(4)由于客觀上,軌道與小球間存在摩擦,機(jī)械能減小,因此會導(dǎo)致實(shí)際值比理論值小。小球的轉(zhuǎn)動也需要能量維持,而機(jī)械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動能的這一部分,也會導(dǎo)致實(shí)際速率明顯小于“理論”速率(這一點(diǎn),可能不少同學(xué)會考慮不到)。
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