2008年高考物理实验题集锦

用心 爱心 专心 1 20082008 年高考物理实验题集锦年高考物理实验题集锦 2008 年高考已经结束 研究高考题的多 专门研究高考实验题的少 2008 年高考物理实验 题有哪些特点 它对我们今后的教学和学习有什么启示 总结一下 对来年的备考不无好处 加强基础性 基本仪器的使用 基本仪器的使用 包括游标卡尺 螺旋测微器 多用电表 示波器等仪器的使用 是高中物 理实验的基础 也是历年高考不可或缺的内容 与往年不同的是 今年出现了 光电门 这 一数字化新仪器的使用 体现高考向新课标 新教材靠拢的趋势 2008 年江苏 螺旋测微器 用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示 读得直径 d 解析 主尺读 1mm 螺旋尺读 0 200mm 加起来为 1 195mm 答案 1 200 注意 如答为 1 20 则错误 因为没有估读 1 位 位数不 够 2008 年天津 螺旋测微器 用螺旋测微器测金属导线的直径 其示数如图所示 该金属导线的直径为 mm 解析 主尺读 1 5mm 螺旋尺读 0 380mm 加起来为 1 880mm 答案 1 880 1 878 1 882 均正确 3 2008 年四川第 22 I 题 光电门 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 1 所示 图 2 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 0 35 40 45 30 用心 爱心 专心 2 挡光片的宽度用螺旋测微器测得 结果如图 3 所示 圆盘直径用游标卡尺测得 结果如图 4 所示 由图可知 挡光片的宽度为 mm 圆盘的直径为 cm 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 解析 1 螺旋测微器 主尺读 10mm 螺旋尺读 0 243mm 加起来为 10 243mm 2 游标卡尺 主尺读 24 2cm 游标尺读 0 05 4 0 20mm 加起来为 24 220cm 注意 单位 3 速度 sm t d v 20486 0 10 0 50 10243 10 3 3 角速度 srad r v 69 1 10110 12 20486 0 2 答案 22 10 243 24 220 1 69 4 2008 年海南第 13 题 螺旋测微器 某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径 测微器的示数如图所示 该金属丝直径的测量值 为 mm 解析 主尺读 2 5mm 螺旋尺读 0 295mm 加起来为 2 795mm 答案 13 2 793 2 791 2 795 均可 5 2008 年宁夏物理卷第 22 1 题 多用电表 右图为一正在测量中的多用电表表盘 如果是用 10 档测量电阻 则读数为 如果是用直流 10 mA 档测量电流 则读数为 mA 如果是用直流 5 V 档测量电压 则读数为 V 答案 22 60 7 18 3 59 6 2008 年北京理科综合第 22 1 题 示波器 用示波器观察某交流信号时 在显示屏上显示出一个完整的 波形 如图 经下列四组操作之一 使该信号显示出两个完 整的波形 且波形幅度增大 此组操作是 填选项 前的字母 A 调整 X 增益旋钮和竖直位移旋钮 B 调整 X 增益旋钮和扫描微调旋钮 用心 爱心 专心 3 C 调整扫描微调旋钮和 Y 增益旋钮 D 调整水平位移旋钮和 Y 增益旋钮 答案 C 二 重视测量性实验 物理实验的三个重要程序是 设计 测量和分析 其中测量是关键 没有正确而准确的测量 设计再好也没有用 而且谈不上分析 2008 年高考的物理测量有用单摆测重力加速度和测量 滑块与木板之间的动摩擦因数等 这些测量与第 1 部分直接用仪器测量不同 是间接测量 今年不仅考了实验步骤和数据处理 特别是用图象处理数据 而且考了误差分析 要求比以 前有所提高 1 2008 年上海第 17 题 用单摆测重力加速度 在 用单摆测重力加速度 的实验中 1 某同学的操作步骤为 a 取一根细线 下端系住直径为 d 的金属小球 上端固定在铁架台上 b 用米尺量得细线长度 l c 在摆线偏离竖直方向 5 位置释放小球 d 用秒表记录小球完成 n 次全振动的总时间 t 得到周期 T t n e 用公式 2 2 4l g T 计算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比 选填 偏大 相同 或 偏小 2 已知单摆在任意摆角 时的周期公式可近似为 2 0 1sin 2 TTa 式中 T0 为摆角趋近于 0 时的周期 a 为常数 为了用图像法验证该关系式 需要测量的物理量有 若某同学在实验中得到了如图所 示的图线 则图像中的横轴表示 解析 因为细线长度 l 小于单摆的摆长实际值 所以偏小 需要测量的物理量有摆动 n 个周期的时间 t 和摆角 因为截距为负 所以横轴表示 T 答案 17 1 偏小 2 T 或 t n T 2 2008 年天津第 22 题 用单摆测重力加速度 某同学用单摆测重力加速度 发现单摆静止时摆球重心在球心的正 下方 他仍将从悬点到球心的距离当作摆长 L 通过改变摆线的长 度 测得 6 组 L 和对应的周期 T 画出 L T2 图线 然后在图线上 选取 A B 两点 坐标如图所示 他采用恰当的数据处理方法 则 计算重力加速度的表达式应为 g 请你判断 该同学得到的结果与摆球重心就在球心处的情况相比 将 填 偏大 偏小 或 相同 解析 从图象知 L 与 T2 成正比 设为 2 kTL 从图象得 22 AB AB TT LL k B A LA LB L m T2 s2 TA 2 TB 2 用心 爱心 专心 4 根据 g L T 2 得 2 2 4 T L g 将以上代入得 g 2 22 4 BA BA LL TT 该同学得到的结果与摆球重心就在球心处的情况相比 将相同 因为虽然摆长测量值不准确 但两次测量的差 AB LL 将差错抵消 答案 22 2 22 4 BA BA LL TT 3 2008 年宁夏第 22 题 测量滑块与木板之间的动摩擦因数 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩 擦因数 实验装置如图 一表面粗糙的木板固定在水平 桌面上 一端装有定滑轮 木板上有一滑块 其一端与 电磁打点计时器的纸带相连 另一端通过跨过定滑轮的 细线与托盘连接 打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz 开始实验时 在托盘中放入适量砝码 滑块开 始做匀加速运动 在纸带上打出一系列小点 上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分 0 1 2 3 4 5 6 7 是计数点 每相 邻两计数点间还有 4 个打点 图中未标出 计数点间的距离如图所示 根据图中数据计算 的加速度 a 保留三位有效数字 回答下列两个问题 为测量动摩擦因数 下列物理量中还应测量的有 填入所选物理量前的字母 A 木板的长度 l B 木板的质量 m1 C 滑块的质量 m2 D 托盘和砝码的总质量 m3 E 滑块运动的时间 t 测量 中所选定的物理量时需要的实验器材是 滑块与木板间的动摩擦因数 用被测物理量的字母表示 重力加速 度为 g 与真实值相比 测量的动摩擦因数 填 偏大 或 偏小 写出支 持你的看法的一个论据 解析 1 2 14 1 3T ss a 其中 sT1 0 2 25 2 3T ss a 2 36 3 3T ss a 2 47 4 3T ss a 打点计时 器 滑块 砝码 托盘 1 401 892 402 883 393 884 37 单位 cm 01234567 用心 爱心 专心 5 4 1 4321 aaaaa 代入数据得 2 496 0 sma 2 先推出公式 见 3 知选 CD 天平 3 根据牛顿定律 amFg 33 m amgmF 22 解得 gm ammgm 2 323 偏大 因为纸带与打点计时器也有摩擦力 答案 22 0 495 0 497 m s2 CD 天平 gm ammgm 2 323 三 突出探究性 探究性实验 是新课标 新教科书的特色之一 今年的高考 就突出了探究性实验 探究性 实验的特点是 展示实验的过程和方法 这个过程 不仅是实验过程 实验步骤 还包括 数据处理的过程和由实验数据得出实验结论的过程 也就是模拟物理学家探究物理规律的过 程 以提高学生的探究能力进而提高创新能力 以下的 4 道探究性实验题 都包含用实验数 据推出规律的过程 是以前的实验题中少见的 1 2008 年广东第 16 题 探究 动能定理 某实验小组采用如图所示的装置探究 动能定理 图中小车中可放置砝码 实验中 小车 碰到制动装置时 钩码尚未到达地面 打点计时器工作频率为 50 Hz 实验的部分步骤如下 在小车中放入砝码 把纸带穿过打点计时器 连在小车后端 用细线连接小车和钩码 将小车停在打点计时器附近 小车拖动纸带 打点计时器在纸带 上打下一列点 改变钩码或小车中砝码的数量 更换纸带 重复 的操作 图 1 是钩码质量为 0 03 kg 砝码质量为 0 02 kg 时得到的一条纸带 在纸带上选择起始 点 O 及 A B C D 和 E 五个计数点 可获得各计数点到 O 的距离 S 及对应时刻小车的瞬时 用心 爱心 专心 6 速度 v 请将 C 点的测量结果填在表 1 中的相应位置 在小车的运动过程中 对于钩码 砝码和小车组成的系统 做 正功 做负功 实验小组根据实验数据绘出了图 2 中的图线 其中 v2 v2 v02 根据图线可获得的结 论是 要验证 动能定理 还需 要测量的物理量是摩擦力和 表 1 纸带的测量结果 测量点 S cm r m s 1 00 000 35 A1 510 40 B3 200 45 C D7 150 54 E9 410 60 解析 1 接通电源 释放小车 断开开关 2 从尺上读数 C 6 06cm 减去 O 点读数 1 00 cm 得 C 点的 S 值 5 06cm C 点速度 smv 49 0 1024 10 20 3 15 7 2 2 钩砝的重力做正功 小车受摩擦阻力做负功 小车初末速度的平方差与位移成正比 即 ksvv 2 0 2 要验证 动能定理 即 sfmgMvMv 2 1 2 1 2 0 2 还需要测量的物理量是摩擦力 f 和小 车的质量 M 0246810 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 s cm v2 m2 s 2 用心 爱心 专心 7 答案 16 1 接通电源 释放小车 断开开关 2 5 06 0 49 3 钩砝的重力 小车受摩擦阻力 4 小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量 2 2008 年北京第 22 题 探究弹力和弹簧伸长的关系 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系 并测弹簧的劲度系数 k 做法是先将待测弹簧 的一端固定在铁架台上 然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 并使弹簧另一 端的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧自然下垂时 指针指示的刻度数值记作 L0 弹簧下端挂 一个 50 g 的砝码时 指针指示的刻度数值记作 L1 弹簧下端挂两个 50 g 的砝码时 指针指 示的刻度数值记作 L2 挂七个 50 g 的砝码时 指针指示的刻度数值记作 L7 下表记录的是该同学已测出的 6 个值 其中有两个数值在记录时有误 它们的代表符号分 别是 和 测量记录表 代表符号 L0L1L2L3L4L5L6L7 刻度数值 cm 1 703 405 108 6010 312 1 实验中 L3 和 L2 两个值还没有测定 请你根据上图将这两个测量值填入记录表中 为充分利用测量数据 该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差 分别计算出了三个差 值 d1 L4 L0 6 90 cm d2 L5 L1 6 90 cm d3 L6 L2 7 00 cm 请你给出第四个差值 d4 cm 根据以上差值 可以求出每增加 50 g 砝码的弹簧平均伸长量 L L 用 d1 d2 d3 d4 表示的式子为 L 代入数据解得 L cm 计算弹簧的劲度系数 k N m g 取 9 8 m s2 解析与答案 L5 L6 因为它们读数的位数少 6 85 6 84 6 86 14 05 14 04 14 06 L7 L3 7 20 7 18 7 22 1234 44 dddd 1 75 28 3 2008 年江苏省物理卷第 10 题 探究导线在质量相同时 电阻与截面积的关系 某同学想要了解导线在质量相同时 电阻与截面积的关系 选取了材料相同 质量相等的 5 卷导线 进行了如下实验 用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示 读得 直径 d 见上 用心 爱心 专心 8 该同学经实验测量及相关计算得到如下数据 电阻 R 121 050 023 910 03 1 导线直径 d mm 0 80l0 9991 20l1 4941 998 导线截面积 S mm 0 5040 7841 1331 7533 135 请你根据以上数据判断 该种导线的电阻 R 与截面积 S 是否满足反比关系 若满足反 比关系 请说明理由 若不满足 请写出 R 与 S 应满足的关系 若导线的电阻率 5 1 10 7 m 则表中阻值为 3 1 的导线长度 l 结果保留两位有效数字 解析 2 计算结果见下表 RS mm 60 98439 20027 07817 539 7185 S2 mm2 0 2540 6151 2843 0739 828 RS2 mm2 30 73430 73330 68030 73030 467 如果满足反比关系 应有导线的电阻 R 与截面积 S 的乘积为定值 经计算不是 RS2 常量 所 以 R 与 S2 反比 3 根据 S L R 得 m RS L19 101 5 10135 3 1 3 7 6 答案 10 1 200 不满足 R 与 S2 反比 或 RS2 常量 19 4 2008 年广东省物理卷第 15 题 探究一种热敏电阻的温度特性 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性 现有器材 直流恒流电源 在正常工作状态下输 出的电流恒定 电压表 待测热敏电阻 保温容器 温度计 开关和导线等 若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性 请你在下图的实物图上连线 实验的主要步骤 正确连接电路 在保温容器中注入适量冷水 接通电源 调节并记录电源输出的电流值 01020304050607080 105 100 110 115 120 125 130 t R 用心 爱心 专心 9 在保温容器中添加少量热水 待温度稳定后 闭合开关 断开 开关 重复第 步操作若干次 测得多组数据 实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值 并据此绘得上图的 R t 关系图线 请根 据图线写出该热敏电阻的 R t 关系式 R t 保留 3 位有效数字 解析 3 延长图线 得截距为 100 取两点 如 10 104 50 120 求斜率 395 0 1050 104120 k 所以 R 100 0 395 t 答案 15 1 图略 2 记录电压表电压值 温度计数值 3 R 100 0 395 t 三 不忘传统性 验证性实验 验证性实验是高中物理的传统性实验 验证机械能守恒定律和验证动量守恒定律是高中物理 教科书中要求的实验 但以下 3 题都用了和教科书不同的方法 教科书中验证机械能守恒定 律是用自由落体 验证动量守恒定律是用斜槽平抛 今年的题目中分别用的是斜槽平抛 滑 轮 物理上叫阿特伍德机 验证机械能守恒定律 用双摆验证动量守恒定律 可谓推陈出新 旧瓶装新酒 1 2008 年江苏第 11 题 验证机械能守恒定律 某同学利用如图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 处静止释放 钢球的落点距轨道末端的水平距离为 s 若轨道完全光滑 s2 与 h 的理论关系应满足 s2 用 H h 表示 该同学经实验测量得到一组数据 如下表所示 h 10 1m 2 003 004 005 006 00 s2 10 1m2 2 623 895 206 537 78 请在坐标纸上作出 s2 h 关系图 对比实验结果与理论计算得到的 s2 h 关系图线 图中已画出 自同一高度静止释放的钢球 水平抛 出的速率 填 小于 或 大于 理论 值 从 s2 h 关系图线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可能原因是 解析 1 2 2 1 mghmv 1234567 0 2 4 6 8 10 12 14 理 论 h 10 1 m s2 10 1 m2 h H s 用心 爱心 专心 10 2 2 1 gtH vts 解得 hHs2 hHs4 2 2 描点作图 3 小于 4 摩擦 答案 11 4Hh 见图 小于 摩擦 转动 回答任一即可 2 2008 年全国一卷第 22 题 验证机械能守恒定律 如图所示 两个质量各为 m1 和 m2 的小物块 A 和 B 分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端 已知 m1 m2 现要利用此装置验证机械能守恒定律 1 若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量 则需要测量的物理量有 在答题卡上对应 区域填入选项前的编号 物块的质量 m1 m2 物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间 物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间 绳子的长度 2 为提高实验结果的准确程度 某小组同学对此实验提出以下建议 绳的质量要轻 在 轻质绳 的前提下 绳子越长越好 尽量保证物块只沿竖直方向运动 不要摇晃 两个物块的质量之差要尽可能小 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 在答题卡上对应区域填入选 项前的编号 3 写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议 解析与答案 1 设 A 下降的高度为 h 下落这段距离所用的时间为 t 速度为 V 机械能守恒 的表达式为 2 2121 2 1 vmmghmghm t h v 2 物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间与物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时 间相等 所以选 或 2 3 对同一高度进行多次测量求平均值 或选取受力后伸长尽量小的绳 1234567 0 2 4 6 8 10 12 14 理 论 h 10 1 m s2 10 1 m2 用心 爱心 专心 11 3 2008 年宁夏第 33 题 验证动量守恒定律 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律 图中两摆摆长相同 悬挂于同一高度 A B 两摆球均很小 质量之比为 1 2 当两摆均处于自由静止状态时 其侧面刚好接触 向右上 方拉动 B 球使其摆线伸直并与竖直方向成 45 角 然后将其由静止释放 结果观察到两摆球 粘在一起摆动 且最大摆角成 30 若本实验允许的最大误差为 4 此实验是否成功地 验证了动量守恒定律 解析 摆球 A B 的质量分别为 mA mB 摆长为 l B 球的初始高度为 h1 碰撞前 B 球的速度 为 vB 在不考虑摆线质量的情况下 根据题意及机械能守恒定律得 1 1 cos45 hl 2 1 1 2 BBB mm gh v 设碰撞前 后两摆球的总动量的大小分别为 P1 P2 有 P1 mBvB 解得 1 2 1 cos45 B Pmgl 同理可得 2 2 1 cos30 AB Pmmgl 解得 2 1 1 cos30 1 cos45 AB B Pmm Pm 即 2 2 1 1 03 P P 由此可以推出 21 1 PP P 3 4 所以 此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律 四 注重主干知识 测电阻和电流表 电压表扩大量程 物理的主干知识是力学和电学 在高考中占 80 以上 物理实验的主干也是力学和电学 而 以电学实验为主 电学实验题是高考的主力军 占实验题的 60 以上 在电学实验题中 测 电阻 测电源电动势和内阻 电流表和电压表扩大量程 包括半偏法测电流表内阻 是 3 个 主题 今年的 12 份高考物理试卷中就有 5 题之多 与往年不同的是 在这些电学实验题中 除了考查实验原理 实验步骤 数据处理外 还考查了误差分析甚至误差计算 1 2008 年海南省物理卷第 14 题 将毫安表头改装成量程为 1 A 的电流表 一毫安表头 满偏电流为 9 90 mA 内阻约为 300 要求将此毫安表头改装成量程为 1 A B mA A 用心 爱心 专心 12 A 的电流表 其电路原理如图所示 图中 是量程为 2 A 的标准电流表 R0 为电阻箱 R 为滑动变阻器 S 为开关 E 为电源 完善下列实验步骤 将虚线框内的实物图按电路原理图连线 将滑动变阻器的滑动头调至 端 填 a 或 b 电阻箱 R0 的阻值调至零 合上开关 调节滑动变阻器的滑动头 增大回路中的电流 使标 准电流表读数为 1 A 调节电阻箱 R0 的阻值 使毫安表指针接近满偏 此 时标准电流表的读数会 填 增大 减小 或 不变 多次重复步骤 直至标准电流表的读数为 同时毫安表指针满偏 回答下列问题 在完成全部实验步骤后 电阻箱使用阻值的读数为 3 1 由此可知毫安表头的内阻为 用改装成的电流表测量某一电路中的电流 电流表指针半 偏 此时流过电阻箱的电流为 A 对于按照以上步骤改装后的电流表 写出一个可能影响 它的准确程度的因素 解析 2 100 1 90 91000 90 9 0 0 A RA I I R R RA 310 mAIA95 4 AmAIR495 0 49595 4 100 0 答案 1 连线如图 b 减小 1 A 310 0 495 0 494 0 496 均可 例如 电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化 标准表和毫安表的读数误差 电表指针偏转和实际电流的大小不成正比 等等 2 2008 年全国理科综合卷 1 第 22 2 题 扩大电压表的量程 一直流电压表 量程为 1 V 内阻为 1 000 现将一阻值为 5000 7000 之间的固定电阻 R1 与此电压表串联 以扩大电压表的量程 为求得扩大后量程的准确值 再给定一直流电源 电动势 E 为 6 7 V 内阻可忽略不计 一阻值 R2 2000 的固定电阻 两个单刀开关 A mA R0 SE A mA R R0 a b E S 用心 爱心 专心 13 S1 S2 及若干线 1 为达到上述目的 将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图 2 连线完成以后 当 S1 与 S2 均闭合时 电压表的示数为 0 90 V 当 S1 闭合 S2 断开 时 电压表的示数为 0 70 V 由此可以计算出改装后电压表的量程为 V 电源电动 势为 V 解析 1 电压表与已知电阻串联 如图所示 2 当 S1 与 S2 均闭合时 9 0 1000 1000 1 R E 当 S1 闭合 S2 断开时 7 0 20001000 1000 1 R E 两式相比 约去 E 解得 6000 1 R 代入任一式 得 VE3 6 改装后电压表的量程为 VU7 60001000 1000 1 答案 1 连线如图 2 7 6 3 3 2008 年全国理科综合卷 2 第 22 2 题 测量待测电阻 Rx 的阻值 下图为一电学实验的实物连线图 该实验可用来测量待测电阻 Rx 的阻值 约 500 图中 两个电压表量程相同 内阻都很大 实验步骤如下 调节电阻箱 使它的阻值 R0 与待测电阻的阻值接近 将滑动变阻器的滑动头调到最右 用心 爱心 专心 14 端 合上开关 S 将滑动变阻器的滑动头向左端滑动 使两个电压表指针都有明显偏转 记下两个电压表 和 的读数 U1 和 U2 多次改变滑动变阻器滑动头的位置 记下 和 的多组读数 U1 和 U2 求 Rx 的平均值 回答下面问题 根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图 其中电阻箱的符号为 滑动变阻器的符号为 其余器材用通用的符号表示 不计电压表内阻的影响 用 U1 U2 和 R0 表示 Rx 的公式为 Rx 考虑电压表内阻的影响 用 U1 U2 R0 的内阻 r1 的内阻 r2 表示 Rx 的公 式为 Rx 解析与答案 22 电路原理如图 根据 x R R U U 0 2 1 得 2 0 1 x U RR U 根据 2 2 10 10 2 1 rR rR rR rR U U x x 得 20 1 2 1 20120 1 x U R rr R U r RrU R r 4 2008 年天津理科综合卷第 22 2 题 描绘电阻伏安特性曲线 22 用下列器材组装成描绘电阻 R0 伏安特性曲线的电路 请将实物 图连线成为实验电路 微安表 A 量程 200 A 内阻约 200 电压表 V 量程 3 V 内阻约 10 k V1 V1V2 V2 V1 V2 用心 爱心 专心 15 R A V S E R0 R A V S E R0 电阻 R0 阻值约 20 k 滑动变阻器 R 最大阻值 50 额定电流 1 A 电源 E 电动势 3 V 内阻不计 开关 S 及导线若干 答案 22 2008 年四川理科综合卷第 22 2 题 用伏安法测量电阻 图为用伏安法测量电阻的原理图 图中 V 为电压表 内阻为 4000 mA 为电流表 内阻 为 50 E 为电源 R 为电阻箱 Rx 为待测电阻 S 为开关 当开关闭合后电压表读数 U l 6 V 电流表读数 I 2 0 mA 若将 I U Rx 作为测量值 所得结果的百分误差是 若将电流表改为内接 开关闭合后 重新测得屯压表读数和 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 100 实际值 测量值实际值 解析 1 测量值 800 100 2 6 1 3 I U Rx 求真实值 R 因为测量值是待测电阻 真实值 与电压表 内阻 的并联值 即 VX RRR 111 V mA R Rx E S 用心 爱心 专心 16 所以 1000 1 4000 1 800 1111 VX RRR 所以 1000R 百分误差 100 实际值 测量值实际值 20 1000 8001000 2 将电流表改为内接 则测量值是待测电阻 真实值 与电流表 内阻 的串联值 即测量值 AX RRR 1050501000 所以 百分误差 100 实际值 测量值实际值 5 1000 10001050 从以上结果可以看出 在待测电阻比较大的情况下 用电流表内接法误差较小 那么什么是 比较大呢 就是待测电阻与电流表内阻之比大于电压表内阻与待测电阻之比 即 x V A x R R R R 或者设一电阻 Rx 令 x V A x R R R R 得 VAx RRR 若待测电阻 x RR 则为大电阻 用电流 表内接法 若 x RR 则为小电阻 用电流表外接法 本题中 VAx RRR 447400050 待测电阻 1000R 所以是大电阻 用电流表内接法 答案 22 20 5 五 体现先进性和创新性 实验的先进性 体现在所用知识的先进性和所用仪器的先进性 逻辑门电路 是新课标 新 教材新增加的知识 用三个灯做自感实验 是对教科书实验 两个灯或一个灯 的推陈出新 设计机动车转向灯的控制电路 是物理联系实际的例子 电容式速度传感器也是新课标的新 知识 2008 年江苏省物理卷第 4 题 逻辑门电路 在如图所示的逻辑电路中 当 A 端输入电信号 1 B 端输入电信号 0 时 则在 C 和 D 端 输出的电信号分别为 A 1 和 0 B 0 和 1 C 1 和 l D 0 和 0 解析 B 端输入电信号 0 经 非 门 输出 D 为 1 又成为 与 门的输入 与门的另 一个输入 A 也是 1 所以 与 门的输出 C 为 1 选 C 答案 C 2 2008 年江苏物理卷第 8 题 自感实验 如图所示的电路中 三个相同的灯泡 a b c 和电感 L1 L2 与直流电源连接 电感的电阻 忽略不计 电键 K 从闭合状态突然断开时 下列判断正确的有 a bc E K L 1 L 2 A B C D 1 用心 爱心 专心 17 A a 先变亮 然后逐渐变暗 B b 先变亮 然后逐渐变暗 C c 先变亮 然后逐渐变暗 D b c 都逐渐变暗 解析 L1 L2 自感电流都向右 经灯泡 a 方向都向上 电流比原来大 所以 a 先变亮 然后 逐渐变暗 b c 都逐渐变暗 答案 AD 3 2008 年上海市物理卷第 18 题 设计一个机动车转向灯的控制电路 某同学利用图 a 所示的电路研究灯泡 L1 6V 1 5W L2 6V 10W 的发光情况 假设 灯泡电阻恒定 图 b 为实物图 1 他分别将 L1 L2 接入图 a 中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片 P 当电压表示 数为 6V 时 发现灯泡均能正常发光 在图 b 中用笔线代替导线将电路连线补充完整 2 接着他将 L1 和 L2 串联后接入图 a 中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片 P 当 电压表示数为 6V 时 发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮 出现这种现象的原因是 现有如下器材 电源 E 6V 内阻不计 灯泡 L1 6V 1 5W L2 6V 10W L2 6V 10W 单刀双掷开关 S 在图 c 中设计一个机动车转向灯的控制电路 当单刀双 掷开关 S 与 1 相接时 信号灯 L1 亮 右转向灯 L2 亮而左转向灯 L3 不亮 当单刀双掷开关 S 与 2 相接时 信号灯 L1 亮 左转向灯 L3 亮而右转向灯 L2 不亮 解析 2 因为 24 5 1 62 1L R 6 3 10 62 2L R 所以 3 20 2 1 L L U U 又 VUU LL 6 21 解得 VUL2 5 1 VUL8 0 2 WPL13 1 24 2 5 2 1 WPL18 0 6 3 8 0 2 2 由于 RL1 比 RL2 大 得多 灯泡 L2 分得的电压很小 虽然有 电流流过 但功率很小 不能发光 答案 18 1 如图 b 用心 爱心 专心 18 2 由于 RL1 比 RL2 小得多 灯泡 L2 分得的电压很小 虽然有电流渡过 但功率很小 不 能发光 3 如图 c 4 2008 年重庆理科综合卷第 21 题 电容式速度传感器 图 1 是某同学设计的电容式速度传感器原理图 其中上板为固定极板 下板为待测物体 在两极板间电压恒定的条件下 极板上所带电量 Q 将随待测物体的上下运动而变化 若 Q 随 时间 t 的变化关系为 Q b ta a b 为大于零的常数 其图象如图 2 所示 那么图 3 图 4 中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随 t 变化的图线可能是 A 和 B 和 C 和 D 和 解析 根据 kd SU CUQ 4 与 Q b ta 比较 得 atd 与 vts 比较得 1 v 所以图 4 中 正确 根据 d U E at U 图象与 Q t 相似 所以图 3 中 正确 所以选 C 答案 21 C 5 2008 年重庆第 22 2 题 研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系 某研究性学习小组设计了图 3 所示的电路 用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系 图 固定极 板 待测物 体 图 1 U Q t 0 图 2 E t 0 图 3 v t 0 图 4 用心 爱心 专心 19 中 E 为直流电源 K 为开关 K1 为单刀双掷开关 V 为电压表 A 为多量程电流表 R 为滑动 变阻器 Rx 为待测稀盐水溶液液柱 实验时 闭合 K 之前将 R 的滑片 P 置于 填 C 或 D 端 当用电流表外接法 测量 Rx 的阻值时 K1 应置于位置 填 1 或 2 在一定条件下 用电流表内 外接法得到 Rx 的电阻率随浓度变化的两条曲线如图 4 所示 不计由于通电导致的化学变化 实验中 Rx 的通电面积为 20 cm2 长度为 20 cm 用内接 法测量 Rx 的阻值是 3500 则其电阻率为 m 由图中对应曲线 填 1 或 2 可得此时溶液浓度约为 结果保留 2 位有效数字 解析 根据 S L R 得 L RS 代入已知数据 注意单位化为 SI 解得 m 35 答案 22 D 1 35 1 六 加强过程和方法 以下的三个实验题 强调了实验的过程和方法 强调过程和方法 也是新课标 新教材的新 要求 实验过程 不仅是实验步骤 连接电路 还有实验之前的设计过程 和实验之后的数 据处理过程和从数据得出结论的过程 对过程与方法的考查 是对考生学习物理潜能的考查 1 2008 年上海物理卷第 19 题 测量通电螺线管 A 内部磁感应强度 B 及其与电流 I 关系 如图所示是测量通电螺线管 A 内部磁感应强度 B 及其与电 流 I 关系的实验装置 将截面积为 S 匝数为 N 的小试测 线圈 P 置于螺线管 A 中间 试测线圈平面与螺线管的轴线 垂直 可认为穿过该试测线圈的磁场均匀 将试测线圈引 线的两端与冲击电流计 D 相连 拨动双刀双掷换向开关 K 改变通入螺线管的电流方向 而不改变电流大小 在 P 中产生的感应电流引起 D 的指针偏转 1 将开关合到位置 1 待螺线管 A 中的电流稳定后 再 将 K 从位置 1 拨到位置 2 测得 D 的最大偏转距离为 dm 已知冲击电流计的磁通灵敏度为 D D m d N 式中 为单匝试测线圈磁通量的变化量 则试测线圈所在处磁感应强度 B 若将 K 从位置 1 拨到位置 2 的过程所用的时间为 t 则试测线圈 P 中产 Rx R E CD P A V K K1 1 2 图 3 浓度 图 4 电阻率 m 用心 爱心 专心 20 生的平均感应电动势 2 调节可变电阻 R 多次改变电流并拨动 K 得到 A 中 电流 I 和磁感应强度 B 的数据 见右表 由此可得 螺线 管 A 内部磁感应强度 B 和电流 I 的关系为 B 3 多选题 为了减小实验误差 提高测量的准确性 可采取的措施有 A 适当增加试测线圈的匝数 N B 适当增大试测线圈的横截面积 S C 适当增大可变电阻 R 的阻值 D 适当拨长拨动开关的时间 t 解析 BS2 代入 D m d N 得 B 2 m d ND S t N 代入得 m d Dt 计算 I B 得 B 0 00125I 答案 19 1 2 m d ND S m d Dt 2 0 00125I 或 kI 3 A B 2 2008 年山东省理科综合卷第 23 题 利用 巨磁电阻 效应测量磁感应强度 2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现 巨磁电阻 效应的物理学家 材料的电阻随磁场的 增加而增大的现象称为磁阻效应 利用这种效应可以测量磁感应强度 若图 1 为某磁敏电阻在室温下的电阻 磁感应强度特 性曲线 其中 RB R0 分别表示有 无磁敏电阻的阻 值 为了测量磁感应强度 B 需先测量磁敏电阻处于磁场 中的电阻值 RB 请按要求完成下列实验 设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路 在 图 2 的虚线框内画出实验电路原理图 磁敏电阻及所处 磁场已给出 待测磁场磁感应强度大小约为 0 6 1 0T 不考虑磁场对电路其它部分的影响 要求误差较小 提供的器材如下 A 磁敏电阻 无磁场时阻值 R0 150 B 滑动变阻器 R 全电阻约 20 C 电流表 量程 2 5 mA 内阻约 30 D 电压表 量程 3 V 内阻约 3 k E 直流电源 E 电动势 3 V 内阻不计 F 开关 S 导线若干 正确接线后 将磁敏电阻置入待测磁场中 测量数据如下表 实验 次数 I A B 10 3T 10 50 62 21 01 25 31 51 88 42 02 51 52 53 12 磁敏电 阻 图 2 用心 爱心 专心 21 123456 U V