【原創(chuàng)】（新高考）高考二輪精品專題十三 實驗
高考實驗題一般一大一小考查，實驗“小題”常考力學內(nèi)容，實驗“大題”常考電學內(nèi)容。在兩個實驗中，通常一個實驗立足教材，立足創(chuàng)新，凸顯對科學探究素養(yǎng)的考查，一般較為基礎(chǔ)，注重對考生的實驗基本功的考查；另一個實驗題依據(jù)新課程標準要求挖掘改造，對考生的實驗?zāi)芰σ筝^高，突出選拔作用。
一、力學實驗及創(chuàng)新
1．基本儀器的讀數(shù)和使用
2．“紙帶類”實驗
3．“橡皮條、彈簧、碰撞”類實驗
4．“探究平拋運動的特點”實驗
5．“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實驗
6．“用單擺測定重力加速度的大小”實驗
二、電學實驗及創(chuàng)新
1．電學常用儀器的讀數(shù)和使用
2．以測電阻為核心的電學實驗
3．以測電源電動勢和內(nèi)阻為核心的電學實驗
4．觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
5．探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
6．利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
三、熱學、光學實驗
1．用油膜法估測油酸分子大小
2．探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系
3．測定玻璃的折射率
4．用雙縫干涉實驗測光的波長
1．某探究學習小組的同學欲以如圖甲裝置中的滑塊為對象驗證“牛頓第二定律”，裝置由彈簧測力計、氣墊導(dǎo)軌、兩個光電門、滑塊和砝碼盤(含砝碼)等組成。光電門可以測出滑塊的遮光條依次分別通過兩個光電門的時間Δt1、Δt2，游標卡尺測出遮光條的寬度d，導(dǎo)軌標尺可以測出兩個光電門間的距離L，另用天平測出滑塊、砝碼盤(含砝碼)的質(zhì)量分別為M和m，不計滑輪的重量和摩擦。
(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝cm。
(2)實驗操作中，下列說法正確的是( )
A．該裝置可以不平衡摩擦力，只需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
B．為減小誤差，實驗中一定要保證質(zhì)量m遠小于質(zhì)量M
C．實驗時，多次在同一條件下重復(fù)實驗取遮光條通過兩光電門時間的平均值減小系統(tǒng)誤差
D．如果氣墊導(dǎo)軌水平，則輕推滑塊勻速滑動時通過兩個光電門的時間Δt1和Δt2必相等
(3)該裝置中彈簧測力計的讀數(shù)F，需要驗證的表達式為F＝。
(4)對質(zhì)量保持不變的過程，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出滑塊的加速度a與彈簧測力計示數(shù)F的關(guān)系圖像，最符合本實驗實際情況的是( )
2．某物理課外活動小組學習了“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”后，設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路。
(1)若閉合開關(guān)S1, 將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，處理數(shù)據(jù)得到如圖乙所示圖象，寫出1U－1R關(guān)系式________。
(2)若斷開S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向b，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電流表的讀數(shù)I，處理數(shù)據(jù)得到如圖丙所示圖象，寫出1I－R關(guān)系式________。
(3)同學們對實驗結(jié)果進行了誤差分析，發(fā)現(xiàn)將兩個圖象綜合利用，完全可以避免由于電壓表分流和電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差。已知圖象乙和丙的縱軸截距分別為b1、b2，斜率分別為k1、k2，則電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________。
(4)不同小組的同學用不同的電池組(均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成)，按照(1)中操作完成了上述實驗后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大，同學們選擇了內(nèi)電阻差異較大的Ⅰ、Ⅱ兩個電池組做進一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系進行了猜想，并分別畫出了下列的P－R和P－U圖象。若已知Ⅰ電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是________(填正確選項標號)。
3．(2020•新課標卷Ⅲ•T23)已知一熱敏電阻當溫度從10 ℃升至60 ℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系．所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R(最大阻值為20 Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100 Ω)。
(1)在所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖。
(2)實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5 V和3.0 mA，則此時熱敏電阻的阻值為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示。
(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2 kΩ。由圖(a)求得，此時室溫為_______℃(保留3位有效數(shù)字)。
(4)利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，E為直流電源(電動勢為10 V，內(nèi)阻可忽略)；當圖中的輸出電壓達到或超過6.0 V時，便觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50 ℃，則圖中_______ (填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。
1．(2020•山東學業(yè)水平等級考試•T13)2020年5月，我國進行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進而間接測量海拔高度。某同學受此啟發(fā)就地取材設(shè)計了如下實驗，測量當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。實驗步驟如下：
(1)如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺(圖中未畫出)。
(2)調(diào)整手機使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能．將小物塊從木板頂端釋放，用手機記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運動的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運動路徑上合適的一點作為測量參考點，得到小物塊相對于該點的運動距離L與運動時間t的數(shù)據(jù)。
(3)該同學選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了2Lt－t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6 m/s2。
(4)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實驗。
回答以下問題：
①當木板的傾角為37°時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點時速度的大小為_______m/s；選取圖線上位于坐標紙網(wǎng)格交叉點上的A、B兩點，利用A、B兩點數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_______m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進一步分析得到當?shù)氐闹亓铀俣却笮開______m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80)
2．某學習小組利用圖1所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。一斜面上安裝有兩個光電門甲和乙，當一帶有遮光片的滑塊從斜面上下滑，通過光電門時光電計時器可以顯示出遮光片遮光的時間。一與斜面平行的輕彈簧上端固定，在自然狀態(tài)時下端在O點。用天平測得滑塊及遮光片的總質(zhì)量為m。
請完成下列實驗步驟：
(1)用游標卡尺測量遮光片的寬度d，其示數(shù)如圖2所示，則d＝________mm；
(2)滑塊靠在彈簧的下端向上移到A點后釋放，滑塊下滑，通過光電門甲、乙的遮光時間分別為t1、t2，反復(fù)調(diào)整斜面的傾角直至t1________t2(選填“>”“＝”或“<”)，這樣操作的目的是___________________________________。
(3)按正確步驟操作，讓滑塊緊壓彈簧從O點上方某點P由靜止釋放沿斜面下滑，記下通過甲、乙時對應(yīng)的t和t′值，則滑塊在P點時彈簧的彈性勢能為________。(用題中測量的物理量表示)
3．某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2500 Ω)的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2000 Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9 Ω)；電源E(電動勢約為1.5 V)；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。
(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。
(2)完成下列填空：
①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。
②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。
③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________ (填“相等”或“不相等”)。
④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。
(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：。
1．如圖甲所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長。
(1)圖甲裝置示意圖中有三個光學元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是________。
A．①是雙縫，③是濾光片
B．②是雙縫，③是單縫
C．②是單縫，③是雙縫
(2)用20分度的游標卡尺測量雙縫間距如圖乙所示，雙縫間距d＝________mm。
(3)圖丙為實驗得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮紋中心間的距離為Δx，已知雙縫到光屏的距離為l，則所測單色光波長的計算式為λ＝________(用題中所給的字母表示)。
2．另一實驗小組在同一實驗的研究性學習中，利用所學的知識解決了如下問題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝35.0 cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下端位于筒內(nèi)，用測力計可以同彈簧的下端接觸)，如圖甲所示，若本實驗的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變l而測出對應(yīng)的彈力F，作出F－l圖像如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長l0＝________cm。
3．某同學設(shè)計了如圖(a)所示的裝置驗證小球擺動過程中的機械能守恒。實驗中小球到達B位置時，恰好與桌面接觸但沒有彈力，D點的箭頭處放一鋒利的刀片，細線到達豎直位置時被割斷，小球做平拋運動落到地面，P是一刻度尺。該同學方案的優(yōu)點是只需利用刻度尺測量A位置到桌面的高度、桌面到地面的高度H及平拋運動的水平位移L。
(1)用游標卡尺測出小球的直徑d，如圖(b)所示，d＝________ cm；
(2)為了得到小球從A到B下降的高度h，若不測小球的直徑d，則需測量從位置A中________(選填“球的下邊沿”或“球心”)到桌面的距離；
(3)實驗中改變h，多測幾次h和L的數(shù)值，作出如圖(c)所示的圖線1，則該圖線的斜率k＝________，可證明小球下擺過程中的機械能守恒；
(4)若作出的圖象為如圖(c)所示的圖線2，原因是__________________________。
4．(8分)某同學利用如圖（a）所示的裝置測量滑塊與長金屬板之間的動摩擦因數(shù)和當?shù)刂亓铀俣?。金屬板固定于水平實驗臺上，一輕繩跨過輕滑輪，左端與放在金屬板上的滑塊（滑塊上固定有寬度為d＝2.000 cm的遮光條）相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N＝6個，每個質(zhì)量均為m0＝0.010 kg。
實驗步驟如下：
①在金屬板上適當?shù)奈恢霉潭ü怆婇TA和B，兩光電門通過數(shù)據(jù)采集器與計算機相連。
②用電子秤稱量出滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M＝0.150 kg。
③將n（依次取n＝1，2，3，4，5，6）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼固定在滑塊上。用手按住滑塊，并使輕繩與金屬板平行。接通光電門，釋放滑塊。計算機自動記錄：
i．遮光條通過光電門A的時間Δt1；
ii．遮光條通過光電門B的時間Δt2；
iii．遮光條的后端從離開光電門A到離開光電門B的時間Δt12；
④經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可得到與n對應(yīng)的加速度a并記錄。
回答下列問題：
(1)在n＝3時，Δt1＝0.0289 s，Δt2＝0.0160 s，Δt12＝0.4040 s。
i．忽略遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的表達式為a1＝___________，其測量值為___________m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。通過計算機處理得到 ＝34.60 s－1， ＝62.50 s－1）；
ii．考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的測量值a2________a1（填“大于”“等于”或“小于”）。
(2)利用記錄的數(shù)據(jù)擬合得到a－n圖象，如圖（b）所示，該直線在橫軸上的截距為p、縱軸上的截距為q。用已知量和測得的物理量表示滑塊與長金屬板之間動摩擦因數(shù)的測量值μ＝___________，重力加速度的測量值g＝___________（結(jié)果用字母表示）。
5．某同學想用如圖甲所示的實驗電路，測量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢，實驗過程中電流表的讀數(shù)始終符合實驗要求。
(1)為了測量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至______(填“最大”或“最小”)，然后閉合開關(guān)K1，將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開關(guān)K2撥至2位置．保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當調(diào)節(jié)R1＝34.2 Ω時，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx＝______Ω。
(2)為了測量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E，他將R1的阻值調(diào)到1.5 Ω，R2調(diào)到最大，將開關(guān)K2調(diào)至2位置，閉合開關(guān)K1；然后多次調(diào)節(jié)R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對應(yīng)電流表A的讀數(shù)I；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙所示的圖像；利用圖像中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝______Ω，電源(內(nèi)阻忽略不計)的電動勢E＝______V。
6．某實驗小組設(shè)計如圖甲所示電路圖來測量電源的電動勢及內(nèi)阻，其中待測電源電動勢約為2 V、內(nèi)阻較?。凰秒妷罕砹砍虨? V，內(nèi)阻非常大，可看作理想電壓表。
(1)按實驗電路圖在圖乙中補充完成實物連線。
(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如圖丙所示，則其電阻讀數(shù)為______Ω，閉合開關(guān)S，將S1打到b端，讀出電壓表的讀數(shù)為1.10 V；然后將S1打到a端，此時電壓表讀數(shù)如圖丁所示，則其讀數(shù)為______。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝______Ω。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)將S1打到b端，讀出電阻箱讀數(shù)R以及相應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，不斷調(diào)節(jié)電阻箱電阻，得到多組R值與相應(yīng)的U值，作出1U－1R圖如圖戊所示，則通過圖像可以得到該電源的電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
7．某同學利用如圖的裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。內(nèi)阻r＝40 Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接?；瑒幼冏杵髯畲笞柚?0 Ω，初始時滑片位于正中間20 Ω的位置。打開傳感器，將質(zhì)量m＝0.01 kg的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止(磁鐵下落中受到的阻力遠小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動)，釋放點到海綿墊高度差h＝0.25 m。計算機屏幕上顯示出如圖的UI－t曲線，重力加速度g＝10 m/s2。計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字。如果有下列根號可取相應(yīng)的近似值：0.124 0≈0.35；0.000 31≈0.017 5，g＝10 m/s2。
(1)磁鐵穿過螺線管過程中，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值約為______V。
(2)圖像中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象相關(guān)說法正確的是( )
A．線圈中的磁通量經(jīng)歷先增大后減小的過程
B．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小
C．如果僅略減小h，兩個峰值可能會相等
D．如果僅移動滑片，增大滑動變阻器阻值，兩個峰值都會增大
(3)在磁鐵下降h＝0.25 m的過程中，可估算重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率約是______。
8．小李同學嘗試用電壓表量度彈簧的拉力。他設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置，其中MN是一條長20 cm、電阻為20 Ω的均勻電阻絲。電阻不計的金屬彈簧下端與滑動接觸頭P相連，上端連有接線柱。將電阻絲固定在豎直位置，當彈簧被拉長時，P可沿MN自由的滑動。直流電源的電動勢為4.5 V，內(nèi)阻可忽略。將電阻箱的阻值設(shè)定為40 Ω，當拉力為零時，P剛好觸及電阻絲的端點M，此時讓接入的電壓表讀數(shù)為零。
(1)為達到實驗?zāi)康模埬銕退瓿蓪嵨镞B線圖(導(dǎo)線要接在接線柱上)；
(2)當P觸及端點N時，電壓表的讀數(shù)為__________V；
(3)已知該彈簧的伸長量x與拉力F關(guān)系圖線如圖乙所示，則彈簧拉力F與電壓表讀數(shù)U的關(guān)系式為__________。
9．由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)。基于熱敏電阻對溫度敏感原理制作一個火災(zāi)報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：
直流電源E（36 V，內(nèi)阻不計）
電流表（量程250 mA，內(nèi)阻約0.1 Ω）
電壓表（量程50 V，內(nèi)阻約1 MΩ）
熱敏電阻RT
報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過10 mA時就會報警，超過30 mA時就會損傷）
滑動變阻器R1（最大阻值4000 Ω）
電阻箱R2（最大阻值9999.9 Ω）；
單刀單擲開關(guān)S1
單刀雙擲開關(guān)S2
導(dǎo)線若干。
(1)用圖（a）所示電路測量熱敏電阻RT的阻值。當溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0 V，電流表讀數(shù)為15.0 mA；當溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0 V，電流表指針位置如圖（b）所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為_______Ω。從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微_______（填“偏大”或“偏小”）。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為_______（填“正”或“負”）溫度系數(shù)熱敏電阻。
(2)某同學搭建一套基于該熱敏電阻的火災(zāi)報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖（c）所示，其中有一個器件的導(dǎo)線連接有誤，該器件為___________（填器件名稱）。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為___________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為___________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換。
1．【答案】(1)1.015 (2)AD (3)M4LdΔt22－dΔt12 (4)A
【解析】 (1)由圖示游標卡尺可知，其示數(shù)為：10 mm＋3×0.05 mm＝10.15 mm＝1.015 cm。
(2)實驗前要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，因有彈簧測力計測出拉力，則不需要平衡摩擦力，故A正確；滑塊受到的拉力可以由測力計讀出，實驗中不需要保證質(zhì)量m遠小于質(zhì)量M，故B錯誤；實驗時，多次在同一條件下重復(fù)實驗取遮光條通過兩光電門時間的平均值以減小偶然誤差，故C錯誤；如果氣墊導(dǎo)軌水平則輕推滑塊勻速滑動時，通過兩個光電門的時間Δt1和Δt2必相等，故D正確。
(3)滑塊經(jīng)過光電門時的速度v1＝dΔt1，v2＝dΔt2，滑塊的加速度a＝v22－v212L，對滑塊，由牛頓第二定律得2F＝Ma，則F＝12Ma＝M4LdΔt22－dΔt12。
(4)質(zhì)量不變，由牛頓第二定律得a＝2MF，M不變，a與F成正比，a－F是正比例函數(shù)圖像，故A正確，BCD錯誤。
2．【答案】(1)1U＝rE•1R＋1E (2)1I＝1ER＋rE(3)1k2 k1k2 (4)BC
【解析】(1)若閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，E＝U＋Ir＝U＋URr，則1U＝rE•1R＋1E。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，得到1I與R的關(guān)系式1I＝1ER＋rE。
(3)由題圖所示電路圖可知，利用伏阻法時，由于電壓表的分流作用，通過電源的電流大于UR，這是造成系統(tǒng)誤差的原因。若考慮通過電壓表的電流，則表達式為E＝U＋Ir＝U＋UR＋URVr，則1U＝RV＋rERV＋rE•1R，則rE＝k1；利用安阻法時，考慮電流表內(nèi)阻，可得1I＝1ER＋RA＋rE，則題圖丙中1I－R圖象的斜率的倒數(shù)等于電源的電動勢E。那么根據(jù)rE＝k1，1E＝k2，可得E＝1k2，r＝k1k2。
(4)根據(jù)電源的輸出功率規(guī)律可知，當內(nèi)、外電阻相等時輸出功率最大，當外電阻大于內(nèi)電阻時，隨著外電阻的增大，輸出功率將越來越小，又由Pmax＝E24r可知，電動勢相同，內(nèi)阻越小，最大輸出功率越大，故B正確，A錯誤。當內(nèi)、外電阻相等時，輸出功率最大，此時輸出電壓為電動勢的一半，且電池組Ⅱ的輸出功率比Ⅰ的大，而當外電路斷開時，路端電壓等于電源的電動勢，此時輸出功率為零，故C正確，D錯誤。
3．【答案】(1)見解析 (2)1.8 (3)25.5 (4)R1 1.2
【解析】(1)滑動變阻器采用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用電流表外接。連線如圖。
(2)由部分電路歐姆定律得R＝UI＝5.50.3×10－3 Ω≈1.8 kΩ。
(3)由圖(a)可以直接讀出該電阻的阻值為2.2 kΩ時對應(yīng)的溫度為25.5 ℃。
(4)溫度升高時，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少．而溫度高時要求輸出電壓升高，以觸發(fā)報警，所以R1為熱敏電阻。由圖線可知，溫度為50 ℃時，R1＝0.8 kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2 kΩ。
1．【答案】①0.32(或0.33) 3.1 ②9.4
【解析】①根據(jù)L＝v0t＋12at2可得2Lt＝2v0＋at，則由2Lt－t圖像可知2v0＝65×10－2 m/s，則v0＝0.33 m/s，a＝k＝?190－65?×10－240×10－2 m/s2＝3.1 m/s2。
②由牛頓第二定律可知mgsin θ－μmgcos θ＝ma，即a＝gsin θ－μgcos θ，當θ＝53°時a＝5.6 m/s2，即gsin 53°－μgcos 53°＝5.6，當θ＝37°時a＝3.0 m/s2，即gsin 37°－μgcos 37°＝3.1，聯(lián)立解得g＝9.4 m/s2。
2．【答案】(1)3.60 (2)＝ 平衡摩擦力(3)md22t2或md22t′2
【解析】(1)主尺的讀數(shù)為3 mm，游標尺的讀數(shù)為1 mm20×12＝0.60 mm，則d＝3 mm＋0.60 mm＝3.60 mm。
(2)反復(fù)調(diào)整斜面傾角以平衡摩擦力，使t1＝t2，說明滑塊離開彈簧后做勻速直線運動，根據(jù)功能關(guān)系可知滑塊離開彈簧后，滑塊的動能等于彈簧的彈性勢能。
(3)彈簧的彈性勢能Ep＝12mv2，而v＝dt，得Ep＝md22t2，又t＝t′，也可表示為Ep＝md22t′2。
3．【答案】(1)見解析圖 (2)20 左 相等 2550 (3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程
【解析】(1)根據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實物連線如圖所示。
(2)①滑動變阻器R1在實驗中為控制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20 Ω。
②為了保護微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故開始時應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端。
③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點的電勢相等。
④實驗過程中，由于測量電路，即由Rz、μA、R2組成的電路的阻值很大，可認為測量電路兩端的電壓不變，故μA與Rz互換后通過R2、Rz和μA的電流不變，電路如圖所示。
由于B、D兩點的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′，I1Rz1＝I2R，即RμARz1＝R′R；對于圖乙，I1Rz2＝I2R′，I1RμA＝I2R.即Rz2RμA＝R′R，所以RμARz1＝Rz2RμA，所以RμA＝Rz1Rz2＝2 500×2 601 Ω＝2 550 Ω。
(3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。
1．【答案】(1)C (2)2.05 (3)dΔx5l
【解析】(1)根據(jù)雙縫干涉實驗裝置可知，①是濾光片，②是單縫，③是雙縫，C正確。
(2)根據(jù)20分度游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則知，游標卡尺讀數(shù)為d＝2 mm＋1×0.05 mm＝2.05 mm。
(3)第1條和第6條亮條紋之間有5個條紋間隔，間距為Δx，相鄰條紋間隔為Δx′＝15Δx。由雙縫干涉條紋間隔公式Δx′＝lλd，解得所測單色光的波長計算式為λ＝dΔx5l。
2．【答案】200 25
【解析】根據(jù)胡克定律F與l的關(guān)系式為：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，從圖像中可得直線的斜率為2 N/cm，截距為20 N，故彈簧的勁度系數(shù)k＝2 N/cm＝200 N/m。由k(h－l0)＝20 N，于是l0＝25 cm。
3．【答案】(1)1.140 (2)球的下邊沿 (3)4H (4)h的測量值偏大
【解析】(1)游標卡尺的讀數(shù)為d＝1.1×10 mm＋8×0.05 mm＝11.40 mm＝1.140 cm。
(2)為了得到小球從A到B下降的高度，可測量小球的直徑d和從位置A中球心到桌面的距離，若不測d，則只需測量從位置A中球的下邊沿到桌面的距離。
(3)球做圓周運動時有mgh＝12mv2，球做平拋運動有H＝12gt2，L＝vt，聯(lián)立解得L2＝4Hh，即斜率k＝4H，可證明球下擺過程中的機械能守恒。
(4)若作出的圖象為如圖(c)所示的圖線2，縱截距不為零，原因是h的測量值偏大。
4．【答案】(1) 1.38 大于 (2)
【解析】(1)通過光電門A的速度 ，通過光電門B的速度 ，忽略遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的表達式為 ，代入數(shù)據(jù)解得a＝1.38 m/s2。
若考慮到遮光條通過光電門時速度的變化，則遮光片通過兩個光電門中間時刻間隔的時間比Δt12測量值大，所以加速度的測量值比真實值大。
(2)由牛頓第二定律可得nmg－[Mg＋(N－n)mg]＝(M＋Nm)a，化簡得 ，可得μg＝q， ，解得 ， 。
5．【答案】(1)最大 34.2 (2)0.5 4
【解析】(1)為了保證電路中用電器的安全，在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個電阻箱的阻值調(diào)至最大，使電路中的電流較小，不會燒壞用電器；由于兩次操作電路中電流相等，說明兩次操作電路中的總電阻也相等，故Rx＝34.2 Ω。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E＝I(R2＋RA＋R1)，解得1I＝R2E＋RA＋R1E，結(jié)合1I－R2圖像的斜率和截距可得E＝4 V，RA＝0.5 Ω。
6．【答案】(1)見解析圖 (2)11 1.5 4.0 (3)1.67 1.00
【解析】(1)電路連接如圖所示。
(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如題圖丙所示位置，則其電阻讀數(shù)為1×10 Ω＋1×1 Ω＝11.0 Ω。電壓表的讀數(shù)為1.10 V；由歐姆定律可知，電流I＝1.111 A＝0.1 A，然后將S1打到a端，此時電壓表讀數(shù)如題圖丁所示，電壓表量程為3 V，最小分度為0.1 V，其讀數(shù)為1.50 V。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝1.50.1 Ω－11 Ω＝4.0 Ω。
(3)在閉合電路中，電源電動勢E＝U＋I(r＋R0)＝U＋UR(r＋R0)，1U＝1E＋r＋R0E•1R，由題圖戊所示圖像可知，截距b＝1E＝0.6，E＝1.67 V，圖像斜率k＝r＋R0E＝3，電源內(nèi)阻r＝kE－R0＝5 Ω－4 Ω＝1.00 Ω。
7．【答案】(1)1.05(1.0～1.1) (2)ABD (3)2.61%(2.58～2.76%)
【解析】(1)由UI－t曲線可知線圈的最大輸出功率P出＝0.0062 W，線圈輸出功率P出＝I2R外，根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝I(R內(nèi)＋R外)，R內(nèi)＝40 Ω，R外＝20 Ω代入得E＝1.05 V(1.0～1.1都對)。
(2)磁鐵進入線框時，磁通量增大，當磁鐵從線框出來時，磁通量減小，故A正確；當h減小時，磁鐵進入線框的速度減小，導(dǎo)致線框中磁通量的變化率減小，因此兩個峰值都會減小，且兩個峰值不可能相等，故B正確，C錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，當外電阻等于內(nèi)電阻時，電源的輸出功率最大，本題中滑動變阻器的最大阻值與內(nèi)阻相等，因此增大滑動變阻器阻值，兩個峰值都會增大，故D正確。
(3)下落過程減小的重力勢能EP＝mgh＝0.025 J；根據(jù)圖像物理意義可知：圖像與橫軸圍成面積大小等于下落過程中電源的輸出電能，E出＝2.15×10－4 J，所以總能量E＝E出?R外＋R內(nèi)?R外＝6.45×10－4 J，重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率η＝EEP×100%＝6.45×10－40.025×100%＝2.58%。
8．【答案】(1)見解析圖 (2)1.50(1.5也對)(3)F＝803U
【解析】(1)直流電源的電動勢為4.5 V，所以電壓表選3 V擋，電路如圖所示。
(2)當P觸及端點N時，電壓表測MN兩端的電壓，電壓表的讀數(shù)為：
UR1＝IR1＝ER1＋R2R1＝4.520＋40×20 V＝1.50 V。
(3)由圖可知F＝200x，電壓U＝ER1＋R2R1＝4.520＋40×20×x0.20 V，聯(lián)立可得U＝380F，則F＝803U。
9．【答案】(1)600 偏大 負 (2)滑動變阻器R1 600 3000
【解析】(1)由圖（b）可知，電流表的示數(shù)為50 mA，則此時熱敏電阻的阻值 ，該方法所測電流值為真實電流值，所測電壓值為熱敏電阻和電流表兩端的總電壓，故根據(jù)R＝UI，可知此時所測電阻值偏大；在相同電壓下，溫度越高，通過電流越小，說明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而降低，故RT為負溫度系數(shù)熱敏電阻。
(2)滑動變阻器R1的導(dǎo)線連接有誤，兩根導(dǎo)線都連接在上端，無法起到改變接入電阻阻值的作用，應(yīng)一上一下連接；先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為RT的自動報警電阻，即600 Ω才可對其進行調(diào)試；此時要求剛好在50℃時自動報警，則通過電路的電流10 mA，報警器和電流表的電阻很小，可忽略不計，可得此時滑動變阻器的阻值R1＝UI－RT＝3000 Ω。