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2014年物理第二轮总复习课件


幻灯片 637 ●例 1 新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏” ,使读数显得清晰明了,便于使用者 正确读取数据.通常游标卡尺的刻度有 10 分度、20 分度和 50 分度三种规格;新式游标卡 尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm 等分成 10 份,39 mm 等分成 20 份,99 mm 等分成 50 份.图 7-2 就是一个“39 mm 等分成 20 份”的新式游标卡尺.<

br />
图 7-2 (1)它的准确度是__________mm. (2)用它测量某物体的厚度,示数如图 7-1 所示,正确的读数是__________cm.

幻灯片 638

【解析】(1)游标上 20 格对应的长度为 39 mm,即每格长为 1.95 mm,游标上每格比主 尺上每两格小Δ x=0.05 mm,故准确度为 0.05 mm. (2)这种游标卡尺的读数方法为:主尺读数+游标对准刻度×Δ x=3 cm+6×0.005 cm =3.030 cm. [答案](1)0.05 (2)3.030 【点评】游标卡尺、螺旋测微器的使用在高考题中频繁出现.对游标卡尺的使用要特 别注意以下两点: ①深刻理解它的原理:通过游标更准确地量出“0”刻度与左侧刻度之间的间距——游 标对准刻度×Δ x; ②读准有效数据.
幻灯片 639

●例 2 图 7-3 为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流 Ig=300 μ A, 内阻 Rg=100 Ω , 可变电阻 R 的最大值为 10 kΩ , 电池的电动势 E=1.5 V, 内阻 r=0.5 Ω , 图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是________色.按正确使用方法测量电阻 Rx 的阻值时, 指针指在刻度盘的正中央,则 Rx=________ kΩ .若该欧姆表使用一段时间后,电池的电 动势变小、内阻变大,但此表仍能调零, 按正确使用方法再测上述 Rx,其测量结 果与原结果相比将_____________(填“变 大” 、 “变小”或“不变”). [2009 年高考·天津理综卷] [答案]红 5 变大 【点评】欧姆表的原理就是闭合电路的欧姆定律,可以作为结论的是:欧姆表正中央 的刻度值等于欧姆表的内阻.

图 7-3 幻灯片 640 二、测量性实验Ⅰ 所谓测量性实验,就是以测量一些物理量的具体、准确数据为主要目的的一类实验, 可用仪器、 仪表直接读取数据, 或者根据实验步骤按物理原理测定实验结果的具体数值. 测 量性实验又称测定性实验,如“用单摆测定重力加速度” 、 “用油膜法估测分子的大小” 、 “测 定金属的电阻率” 、 “测定玻璃的折射率”等. ●例 3 如图 7-4 所示,将打 点计时器固定在铁架台上,使重物 带动纸带从静止开始自由下落,利 用此装置可以测定重力加速度. 图 7-4

幻灯片 641

(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物, 此外还需________(填字母代号)中的器材. A.直流电源、天平及砝码 B.直流电流、毫米刻度尺 C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺 (2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的

斜率等于重力加速度,除作 v - t 图象外,还可作 __________ 图象,其纵轴表示的是 __________,横轴表示的是__________. [2009 年高考·天津理综卷]
幻灯片 642

(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物, 此外还需________(填字母代号)中的器材. A.直流电源、天平及砝码 B.直流电流、毫米刻度尺 C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺 (2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的 斜率等于重力加速度,除作 v - t 图象外,还可作 __________ 图象,其纵轴表示的是 __________,横轴表示的是__________. [2009 年高考·天津理综卷] [答案](1)D (2) -h 速度平方的二分之一 重物下落的高度

【点评】①高中物理中讲述了许多种测量重力加速度的方法,如单摆法、自由落体法、 滴水法、阿特伍德机法等. ②图象法是常用的处理数据的方法,其优点是直观、准确,还能容易地剔除错误的测 量数据.

v0 2 2
幻灯片 643

●例 4 现要测量电源 B 的电动势 E 及内阻 r(E 约为 4.5 V,r 约为 1.5 Ω ),已有下 列器材:量程为 3 V 的理想电压表 ,量程为 0.5 A 的电流表 (具有一定内阻),固 定电阻 R=40 Ω ,滑动变阻器 R′,开关 S,导线若干. (1)画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出. (2)实验中,当电流表的示数为 I1 时,电压表的示数为 U1;当电流表的示数为 I2 时, 电压表的示数为 U2.由此可求出,E=__________,r=__________.(用 I1、I2、U1、U2 及 R 表示)

幻灯片 644 【解析】本题是常规伏安法测电源的电动势和内阻实验的情境变式题,本题与课本上 实验的区别是电源的电动势大于理想电压表的量程,但题目中提供的器材中有一个阻值不 大的固定电阻,这就很容易把该情境变式题“迁移”到学过的实验上.把固定电阻接在电 源的旁边, 将其等效成电源的内阻即可(如图甲所

示),再把电压表跨接在它们的两侧. 显然, “内阻增大,内电压便增大” , 电压表所测量的外电压相应的减小, 通过定量计算,符合实验测量的要求. 这样,一个新的设计性实验又回归到 课本实验上了. (1)实验电路原理图如图乙所示.



乙 幻灯片 645

●例 6 有一根圆台状匀质合金棒如图 7-9 甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合 金棒的电阻率ρ 、长度 L 和两底面直径 d、D 有关.他进行了如下实验:

图 7-9 (1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径 d、D 和长度 L.图 7-8 乙中的游标卡尺(游标 尺上有 20 个等分刻度)的读数 L=________cm.

幻灯片 646 (2) 测量该合金棒电阻的实物电路如图 7 - 9 丙所示 ( 相关器材的参数已在图中标 出).该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是 ________.(用标注在 导线旁的数字表示)

图 7-9 丙

幻灯片 647

(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻 R=6.72 Ω .根据电阻定律计算电阻率 为ρ 、 长为 L、 直径分别为 d 和 D 的圆台状合金棒的电阻分别为 Rd=13.3 Ω 、 RD=3.38 Ω . 他 发现:在误差允许范围内,电阻 R 满足 R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻 R= ________.(用ρ 、L、d、D 表述) [2009 年高考·江苏物理卷] 【解析】(1)游标卡尺的读数,按步骤进行则不会出错.首先,确定游标卡尺的精度为

20 分度,即为 0.05 mm;然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数 99.00 mm,注意小数点 后的有效数字要与精度一样;再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm;最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据, 99.00 mm+0.40 mm =99.40 mm=9.940 cm.
幻灯片 648

(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流 时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安 培表内接法. (3)审题是关键,弄清题意也就能够找到解题的方法.根据电阻定律计算电阻率为ρ 、 长为 L、直径分别为 d 和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为: Rd=13.3 Ω ,RD=3.38 Ω 即 Rd=ρ 而电阻 R 满足 R2=Rd·RD 将 Rd、RD 代入得:R= [答案](1)9.940 . (2)⑥ (3) ,RD=ρ

L d 2 π( ) 2 L D π( )2 2
4? L πdD 4? L πdD
幻灯片 649

●例 7 请完成以下两小题. (1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律) 和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:如图 7 -10 甲所示,将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子 A、B 上,另一端与第三条橡皮 筋连接,结点为 O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.

图 7-10 甲

幻灯片 650

①为完成本实验,下述操作中必需的是________. a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长 c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点 O 的位置 ②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是 __________________. (2)为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏 电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光 越强照度越大,照度单位为 lx).某光敏电阻 RP 在不同照度下的阻值如下表:
照度(lx) 电阻(kΩ ) 0.2 75 0.4 40 0.6 28 0.8 23 1.0 20 1.2 18

幻灯片 651 ①根据表中数据,请在给定的坐标系中(如图 7-10 乙所示)描绘出阻值随照度变化的 曲线,并说明阻值随照度变化的特点.

图 7-10 乙

幻灯片 652 ②如图 7-10 丙所示,当 1、2 两端所加电压上升至 2 V 时,控制开关自动启动照明系 统.请利用下列器材设计一个简单电路,给 1、2 两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低 至 1.0(lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路 的影响)

图 7-10 丙

幻灯片 653

提供的器材如下: 光敏电阻 RP(符号 阻值见上表); 直流电源 E(电动势 3 V,内阻不计); 定值电阻:R1=10 kΩ ,R2=20 kΩ ,R3=40 kΩ (限选其中之一并在图中标出); 开关 S 及导线若干.[2009 年高考·山东理综卷] [答案](1)①bcd ②更换不同的小重物 (2)①光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图 7-9 丁所示.特点:光敏电阻的阻值 随光照度的增大非线性减小.

幻灯片 654 ②如图 7-10 戊所示

丁 图 7-10



幻灯片 655

●例 8 佛山市九江大桥撞船事故发生后, 佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的 检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所有的斜拉悬 索.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长 50 m、横截面积为 400 cm2 的新悬索能 承受的最大拉力.由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,于是同学们取来了 同种材料制成的样品进行实验探究. 由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力 F 与形变量 x 成正比,其比例系数与弹 簧的长度、横截面积及材料有关.因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律.
幻灯片 656 (1)同学们准备像做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样,先将样品竖直悬挂,再 在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验.但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了 避 免 悬 索 所 受 重 力 对 实 验 的 影 响 , 你 认 为 可 行 的 措 施 是 : ___________________________________. (2)同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积,某次测量的结果如图 7- 11 所示,则该样品的直径为__________cm.

图 7-11

幻灯片 657 (3)同学们经过充分的讨论,不断完善实验方案,最后测得实验数据如下.

幻灯片 658

①分析样品 C 的数据可知,其所受拉力 F(单位:N)与伸长量 x(单位:m)所遵循的函数 关系式是________________. ②对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数 与悬索长度的________________成正比、与悬索的横截面积的________________成正比. [答案](1)将悬索样品一端固定并水平放置在光滑水平面上,另一端连接轻绳绕过滑轮 悬挂钩码 (2)0.830 (3)①F=2×106x ②平方的倒数 大小 【点评】本题考查学生对“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验的迁移能力、对游标卡 尺的读数原理的掌握和从图表归纳所需信息的能力,还考查了学生的逻辑推理能力、运用 数学知识解决物理问题的能力和实验探究能力.
幻灯片 659 1.Ⅰ.在如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6 为连接点的标号.在开关闭合后,发 现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3 根导 线以及电路中的各连接点.

(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线,在连接点 1、2 已接好的情况下,应当选用多用电 表的________挡.在连接点 1、2 同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡. (2) 在开关闭合情况下,若测得 5 、 6 两点间的电压接近电源的电动势,则表明 ______________________可能有故障. (3) 将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤: ______________________________.

幻灯片 660

Ⅱ.某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如 图甲所示.长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上.在平板上标出 A、B 两点, B 点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间.

实验步骤如下: ①用游标卡尺测量滑块的挡光长度 d,用天平测量滑块的质量 m; ②用直尺测量 A、B 之间的距离 s,A 点到水平桌面的垂直距离 h1,B 点到水平桌面的 垂直距离 h2;

幻灯片 661

③将滑块从 A 点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间 t; ④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值; ⑤利用所测数据求出摩擦力 f 和斜面倾角的余弦值 cosα ; ⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,作出 f-cos α 关系曲线. (1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为 g): ①斜面倾角的余弦 cos α =__________; ②滑块通过光电门时的速度 v=________________; ③滑块运动时的加速度 a=____________________; ④滑块运动时所受到的摩擦阻力 f=____________. (2)测量滑块挡光长度的游标卡尺 读数如图乙所示,读得 d=_________. [2009 年高考·全国理综卷Ⅰ]

幻灯片 662 【解析】Ⅰ.在 1、2 两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压挡,在 1、2 同时 断开的情况下,应选用欧姆挡. (2)表明 5、6 两点可能有故障. (3)①调到欧姆挡;②将红黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;③测量小灯泡的电 阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障. Ⅱ.物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力和滑动摩擦力的 作用. 幻灯片 663

根据牛顿第二定律得: mgsin θ -f=ma 则有:f= .

(2) 在游标卡尺中,主尺上是 3.6 cm,在游标尺上恰好是第 1 条刻度线与主尺对齐, 再考虑到卡尺是 10 分度,所以读数为 3.6 cm+0.1×1 mm=3.61 cm 或者 3.62 cm 也对.

s2-(h1-h2)2 根据三角形关系可得到 cos α= s 2 v v2 x d 又 v= t = t ,根据运动学公式 x= ,有 s= , 2a 2a d2 即有 a= -2 2s t

h1 ? h2 d2 mg ?m 2 s 2 st
幻灯片 664

[答案] Ⅰ.(1)电压 欧姆 (2)开关或连接点 5、6 (3)①调到欧姆挡; ②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作; ③测量小灯泡的电阻.如电阻无穷大,则表明小灯泡有故障.

(2)3.62 cm 【点评】在本实验中,r=

解出的为滑块画过去由门的

平均速度,只是当滑块才较小时 r 趋近于瞬时速度,故滑块长度小点测量越准确.

1 Ⅱ.(1)① s s2-(h1-h2)2 d ②- t d2 ③ -2 2s t h1-h2 d2 ④mg s -m -2 2s t

d t
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2.Ⅰ.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动.盘边缘上固定一竖直的挡光 片.盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图甲所示.图乙为光 电数字计时器的示意图.光源 A 中射出的光可照到 B 中的接收器上.若 A、B 间的光路被遮 断,显示器 C 上可显示出光线被遮住的时间. 挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图丙所示.圆盘直径用游标卡尺测得,结果 如图丁所示.由图可知: (1)挡光片的宽度为_________mm; (2)圆盘的直径为___________cm; (3)若光电数字计时器所显示的时间为 50.0 ms,则圆盘转动的角速度为________弧度/

秒.(保留 3 位有效数字)
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Ⅱ.图示为用伏安法测量电阻的原 理图.图中, 为电压表,内阻为 4000 Ω ; 为电流表,内阻为 50 Ω ;E 为电源,R 为电阻箱,Rx 为待测电阻,S 为开关. (1)当开关闭合后电压表读数 U=1.6 V,电流表读数 I=2.0 mA.若将 Rx=作为测量值, 所得结果的百分误差是__________. (2)若将电流表改为内接,开关闭合后,重新测得电压表读数和电流表读数,仍将电压 表读数与电流表读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是________. (百分误差= [2008 年高考·四川理综卷] ×100%)

?实际值-测量值? ? ? ? ? 实际值 ? ?
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【解析】Ⅰ.由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数. d=10 mm+24.2×0.01 mm=10.242 mm D=242 mm+4×0.05 mm=242.20 mm=24.220 cm. 圆盘转动的角速度为ω = 式并代入数据可得:ω =1.69 rad/s. (1)测量值为 R= R= =800 Ω ,因电流表外接,所以: ,而θ = ×2π ,综合两

?
t
d πD U I
Rx RV Rx ? RV

幻灯片 669

故真实值为 Rx=1000 Ω ,对应的百分误差为: A= =20%. =5%.

(2)电流表内接时,百分误差 A′=

[答案] Ⅰ.(1)10.243 (2)24.220 (3)1.69 Ⅱ.(1)20% (2)5% 【点评】①无论是否显示单位,螺旋测微器和游标尺主尺最小刻度一定都为 mm; ②内接法的测量值 R 测=Rx+RA,外接法的测量值 R 测=Rx∥RV

1000 ? 800 1000

1050 ? 1000 1000
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能力演练 1.(16 分)Ⅰ.在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中,若打点计时器 所接交变电流的频率为 50 Hz,得到的甲、乙两条实验纸带(如图所示)中应选________纸带 更好.若已测得点 2 到点 4 间的距离为 s1,点 0 到点 3 间的距离为 s2,打点周期为 T,要 验证重物从开始下落到打点计时器打下点 3 这段时间内机械能守恒,则 s1、s2 和 T 应满足 的关系为:T=________________.

幻灯片 671

Ⅱ.要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:

甲 A.待测电压表 (量程为 3 V,内阻未知); B.电流表 (量程为 3 A,内阻为 0.01 Ω ); C.定值电阻 R(阻值为 2 kΩ ,额定电流为 50 mA); D.蓄电池 E(电动势略小于 3 V,内阻不计); E.多用电表; F.开关 S1、S2,导线若干.

幻灯片 672

有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作. (1)首先用多用电表进行粗测,选用“×100 Ω ”倍率,操作方法正确.若这时刻度盘 上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是________Ω . (2)为了更精确地测出此电压表的内阻,该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路,你 认为其中较合理的电路图是________,理由是________________________.

乙 丙 (3) 用你选择的电路进行实验时,用所测物理量的符号表示电压表的内阻,即 RV = ________.

幻灯片 673

[答案]Ⅰ.甲



(每空 3 分)

Ⅱ.(1)3000 (3 分) (2)丙 图乙中电流表测量时的示数太小,误差太大;图丙中 R 的阻值与电压表内阻接 近,误差小 (每空 2 分)
(3) R (3 分)

s1 2 gs2 4 gs2
s1 2 2 gs2
U2 U1 ? U 2
幻灯片 674 2.(17 分)Ⅰ.某同学在做测定木块与木板间动摩擦因数的实验过程中,测滑动摩擦力 时,他设计了两种实验方案. 方案一:木板固定在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块,如图甲所示. 方案二:用弹簧测力计水平地钩住木块,用力使木板在水平面上运动,如图乙所示.

甲 乙 除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重均为 2.00 N 的砝码. (1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是________(填“甲”或“乙”),理由是: (回答两个理由) ①____________________________________________; ②____________________________________________.

幻灯片 675 (2)该同学在木块上加砝码,改变木块对木板的压力,记录了 5 组实验数据,如下表所 示. 实验次序 砝码个数 砝码对木块 的压力/N 测力计示 数/N 木块受到的 摩擦力/N 1 0 0 1.50 1.50 2 1 2.00 2.00 2.00 3 2 4.00 2.50 2.50 4 3 6.00 2.95 2.95 5 4 8.00 3.50 3.50

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请根据上述数据,在坐标纸上作出木块受到的摩擦力 f 和砝码对木块的压力 F 的关系 图象(以 F 为横坐标).由图象可知,木块重为________N;木块与木板间的动摩擦因数为

________. Ⅱ.现有一块灵敏电流表 ,量程为 200 μ A,内阻约为 1000 Ω ,要精确测出其 内阻 R1,提供的器材有: 电流表 (量程为 1 mA,内阻 R2=50 Ω ); 电压表 (量程为 3 V,内阻 RV 约为 3 kΩ ); 滑动变阻器 R(阻值范围为 0~20 Ω ); 定值电阻 R0(阻值 R0=100 Ω ); 电源 E(电动势约为 4.5 V,内阻很小); 单刀单掷开关 S 一个,导线若干.

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(1)请将上述器材全部用上,设计出合理的、便于多次测 量 的 实 验 电 路 图 , 并 保 证 各 电 表 的 示 数 超 过 其 量 程 的 电路图画在下面的虚框中. . 将

( 2 ) 在 所 测 量 的 数 据 中 选 一 组 , 用 测 量 量 和 已 知 量 来 计 算 表 的 内 阻 , 表 达 式 为 R1 = ________ , 表 达 式 中 各 符 号 表 示 的 意 义 是 ________________________.

1 3

幻灯片 678

[答案]Ⅰ.(1)乙 ①乙方案测力计静止,读数误差小 ②乙方案木板可的不做匀速运 动,便于控制 (每空 1 分) (2)如图甲所示 (1 分) 6.00 (2 分) 0.25 (2 分)

Ⅱ.(1)如图乙所示 (5 分)(供电部分用分压电路给 1 分;测量部分知道把 表改装 且正确给 2 分;知道将 表当保护电阻使用给 2 分) (2) (3 分) I2 表示 表的示数,I1 表示 表的示数,R2 表示 表内阻, R0 表示定值电阻 (1 分)

幻灯片 679 3.(16 分)Ⅰ.一量程为 100 μ A 的电流表的刻度盘如图所示.今在此电流表两端并联 一电阻,其阻值等于该电流表 内 阻 的 , 使之 成 为 一 新 的 电 流表 , 则 图 示 的 刻 度盘 上 每 一

小格表示______________mA.

1 49

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m k
Ⅱ.已知弹簧振子做简谐运动的周期 T=2π
,

其中 m

是振子的质量,k 是弹簧的劲度系数(回复力系数).某同学设计了一个在太空站中利用弹簧振 子测量物体质量的装置,如图所示,两轻弹簧分别与挡板 P、Q 相连,A 是质量为 M 的带 夹子的金属块,且与两弹簧固定相连,B 是待测物体(可以被 A 上的夹子固定).

(1)为了达到实验目的,还需要提供的实验器材是:______. (2)简要写出测量方法及所需测量的物理量(用字母表示) ①________________________________________; ②________________________________________. (3) 用 所 测 物 理 量 和 已 知 物 理 量 表 示 待 测 物 体 的 质 量 的 计 算 式 为 : mB = ______________________________.

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【解析】Ⅰ.改装后的量程为: I′=I+ 故每小格Δ I= =100×(1+49) μ A=5 mA =0.5 mA.

[答案] Ⅰ.0.5 (6 分) Ⅱ.(1)秒表 (2 分) (2)①不放 B 时用秒表测出振子振动 30 次的时间 t1(或者测出振子的周期 T1) (2 分) ②将 B 固定在 A 上, 用秒表测出振子振动 30 次的时间 t2(或者测出振子的周期 T2) (2 分) (3) M或 M (4 分)

IRA R0

I' 10
t 2 2 ? t1 2 t1 2 T2 2 ? T12 T12

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4.(16 分)Ⅰ.小汽车正在走进我们的家庭,你对汽车了解吗?油耗标准是评价一辆汽 车性能优劣的重要因素,而影响汽车油耗的一个重要原因是其在行进中所受到的空气阻 力.人们发现,汽车在高速行驶过程中受到的空气阻力 f(也称风阻)主要与两个因素有关: ①汽车正面的投影面积 S;②汽车行驶的速度 v. 某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据:

幻灯片 683

(1)由上述数据可得,汽车所受的风阻 f 与汽车正面的投影面积 S 及汽车行驶的速度 v 之间的关系式为:f=________.(要求用 k 表示比例系数) (2)由上述数据可求得 k=________________. (3)据推理或猜测,k 的大小与________、________等因素有关. Ⅱ.现有下列可供选用的器材及导线若干,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满 偏电流. A.待测电流表 (满偏电流约为 700 μ A~800 μ A,内阻约为 100 Ω ,已知表盘 刻度均匀、总格数为 N); B.电流表 (量程为 0.6 A,内阻为 0.1 Ω ); C.电压表 (量程为 3 V,内阻为 3 kΩ ); D.滑动变阻器 R(最大阻值为 200 Ω ); E.电源 E(电动势为 3 V,内阻约为 1.5 Ω ); F.开关 S 一个.

幻灯片 684

(1) 根据你的测量需要 , “ B. 电流表 ____________.(只需填写序号即可) (2) 在虚线框内画出你设计的实验电路图.

”与“ C. 电压表

”中应选择

(3)测量过程中测出了多组数据,其中一组数据中待测电流表 的指针偏转了 n 格,可 算出满偏电流 IAmax=__________________,式中除 N、n 外,其他字母符号代表的物理量 分别是__________________________.

幻灯片 685

[答案]Ⅰ.(1)kSv2 (2 分) (2)0.26 kg/m3 (2 分) (3)空气密度 车的外形 车的表面情况 (4 分)

Ⅱ.(1)C (2 分) (2)电路图如图所示 (2 分)

(3)

U 为电压表的示数,RV 为电压表的内阻 (每空 2 分)

N U ? n RV
幻灯片 686 5.(17 分)Ⅰ.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中 (1)已知双缝到光屏之间的距离为 600 mm,双缝之间的距离为 0.20 mm,单缝到双缝之 间的距离是 100 mm.某同学在用测量头测量时,先将从测量头目镜中看到的分划板中心刻 线对准某条亮纹(记作第 1 条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示.然后他转动测量头, 使分划板中心刻线对准第 7 条亮纹的中心,这时手轮上的示数 如图乙所示.这两次的示数依次为 ________mm 和________mm,由此 可以计算出这次实验中所测得的单 色光的波长为________nm.

幻灯片 687

(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是________. A.增大单缝和双缝之间的距离 B.增大双缝和光屏之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离 Ⅱ.现有一块 59C2 型的小量程电流表 (表头),满偏电流为 50 μ A,内阻约为 800~ 850 Ω ,要把它改装成 1 mA、10 mA 的两量程电流表,可供选择的器材有: A.滑动变阻器 R1(最大阻值为 20 Ω ); B.滑动变阻器 R2(最大阻值为 100 kΩ ); C.电阻箱 R′(最大阻值为 9999 Ω ); D.定值电阻 R0(阻值为 1 kΩ ); E.电池 E1(电动势为 1.5 V);

幻灯片 688

F.电池 E2(电动势为 3.0 V); G.电池 E3(电动势为 4.5 V); H.标准电流表 (满偏电流为 1.5 mA); I.单刀单掷开关 S1 和 S2; J.单刀双掷开关 S3; K.电阻丝及导线若干. (所有电池的内阻均不计) (1)采用如图甲所示的电路测量表头的内阻,为提高测量精确度 ,选用的滑动变阻器为 ______;选用的电池为______.(填序号)



幻灯片 689 (2)要将 改装成两量程电流表,现有两种备选电路,如图乙、丙所示.图________ 为 合 理 电 路 , 另 一 电 路 不 合 理 的 原 因 是 _____________________________________________.

幻灯片 690 (3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对(仅核对 1 mA 量程),在下面的虚线 框中画出所用电路图,图中待核对的电流表的符号用 来表示.

幻灯片 691

【解析】 Ⅰ. (1)测量头的读数原理与螺旋测微器的相同, 所以图甲中的示数为 0.640 mm, 图乙中的示数为 10.295 mm. 设第 1 条亮条纹与第 7 条亮条纹间的距离为 a, 则 a=10.295 mm - 0 . 6 4 0 m m = 9 . 6 5 5 m m , 由 此 得 相 邻 两 条 亮 条 纹 间的距离Δ x= 波长λ = ,又因为Δ x= =5.36 ×10-7m=536 nm. 可知,增 ,代入数据可解得光的

(2)根据相邻两条亮条纹间的距离公式Δ x=

大双缝和光屏之间的距离 L、 增大光的波长λ 和减小双缝之间的距离 d 都可使相邻两条亮条 纹间的距离增大.所以选项 B 正确.

a n?1

L? d d ? ?x L L? d
幻灯片 692 [答案] Ⅰ .(1)0.640 10.295 536 (5 分) (2)B (3 分) Ⅱ.(1)B G (每空 2 分) (2)乙 图丙所示的电路在通电状态下更换量程,会造成两分流电阻都未并联在表头两 端,以致流过表头的电流超过其满偏电流而烧坏表头 (3 分) (3)电路图如图丁所示 (2 分)



幻灯片 693

6.(18 分)Ⅰ.听说水果也能做电池.某兴趣小组的同学用一个柠檬作为电源,连接电 路如图甲所示.电路中 R 是电阻箱,其阻值可调且可读出其接入电路中电阻的大小.他们 多次改变电阻箱的阻值,记录下相应的电流表的示数,算出电流的倒数,并将数据填在下

面的表格中.



幻灯片 694

外电阻 R(Ω )
9000 8000 6000 5000 4000 2000 幻灯片 695

电流 I(mA)
0.0502 0.0528 0.0594 0.0633 0.0680 0.0800

电流的倒数 (mA-1) 19.92 18.93 16.84 15.80 14.71 12.50

(1)根据表格中的数据,在图乙所示的坐标纸中画出该实验的 R-图象.

乙 (2)利用图象可求出该柠檬电池的电动势为________V,内阻为________Ω .

(3)完成实验后,该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因为: __________________________.

幻灯片 696

Ⅱ.某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离 地面的高度为 H.将钢球从轨道的不同高度 h 处由静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平 距离为 s.

甲 (1)若轨道完全光滑,s2 与 h 的理论关系应满足:s2=________________.(用 H、h 表示) (2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示.

h(×10-1 m) s2(×10-1 m-2 ) 幻灯片 697

2.00 2.62

3.00 3.89

4.00 5.20

5.00 6.53

6.00 7.78

请在图乙所示的坐标纸上作出 s2-h 图象.

乙 (3)对比实验结果与理论计算得到的 s2-h 图象(图中已画出),自同一高度处由静止释 放的钢球水平抛出的速率____________理论值.(填“小于”或“大于”) (4)从 s2-h 图象中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的 原因可能是:____________.

幻灯片 698

【解析】Ⅱ.(1)根据机械能守恒,可得钢球离开轨道时的速度为 运 动 知 识 可 求 得 钢 球 运 动 的 ,所以 s=vt= .



,由平抛 间 为

(2)依次描点,连线,注意不要画成折线. (3)从图中看,同一 h 对应的 s2 值的理论值明显大于实际值,而在同一高度 H 下的平 抛运动的水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率. (4)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小; 小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分, 也会导致实际速率明显小于理论速率(可能很少同学会考虑到这一点).

2hg

2H g
4 Hh
幻灯片 699 [答案]Ⅰ.(1)如图丙所示 (2 分)

丙 (2)0.94(0.90~0.98 均对) 10000(9000~11000 均对) (3)水果电池的内阻过大 (每空 2 分)

幻灯片 700

Ⅱ.(1)4Hh (2 分) (2)如图丁所示 (4 分)

丁 (3)小于 (2 分) (4)小球与轨道间的摩擦,小球的转动(回答任一条即可) (2 分)

幻灯片 701

(2)保持试探小线圈平面与纸面垂直,且沿垂直于电缆线方向由 P 向 Q 缓缓移动,观察 电压表指针偏转角的变化.当试探线圈的轴线 (与线圈平面垂直)竖直时,线圈移到某一位 置 A,电压表的示数恰好为 0;当试探线圈的轴线与竖直方向成θ 角时,线圈移到某一位置 C,电压表的示数又恰好为 0.在图中准确标出 A 点和 C 点的位置,若 A 点和 C 点相距 L, 求出电缆的深度 h. ( 3 ) 已 知 直 线 电 流 产 生 磁 场 的 磁 感 应 强 度 可 表 示 为 B = k ,式中 i 为导线中电流,d 为考察点到直线电流的距离,k

是一已知常数.设试探线圈的匝数为 n,圆环半径为 r(r? d,可认为试探线圈处的磁场为 匀强磁场),当试探线圈位于电缆正上方,且其轴线与 PQ 平行时,测得线圈的感应电动势 有效值为 U,已知电缆中的电流为正弦交变电流,其表达式为 i=Imsin ω t,式中ω 已知, 试求电缆中电流的最大值 Im.

i d


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