热点05 比较法（教师版含解析）-高考物理专练(新高考专用)

高考物理【热点·重点·难点】专练(新高考专用)热点05比较法【热点解读】比较法是将待测量与已知的标准量进行直接或间接的比较，从而测出待测量的一种测量方法，事实上，所有测量都是待测量与标准量进行比较的过程，广义上来都属于比较测量。比较法是物理测量中最普遍、最基本、最常用的测量方法。从比较方式的不同上看，比较法分为直接比较法和间接比较法。1．直接比较法直接比较法是将被测量与已知的同类物理量或标准量直接进行比较，来获得实验结果的方法。例如，用刻度尺测量长度，用量筒测量液体体积、用天平称物体的质量等均属于直接比较测量方法。2．间接比较法借助一些中间量，或将测量进行某种变换，来间接实现比较测量的方法称为间接比较法。【限时检测】(建议用时：30分钟)1．某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验。将小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起且伸长的长度保持与第一次相同进行第2次，第3次……实验时，用速度传感器测出小车速度，并连接数据线输入电脑处理后得到如图乙所示的一一对应的图像，由图像可以读出每次实验时小车获得的最大速度并记入表中。次数做功速度()速度平方()11.001.0021.411.9931.732.99452.245.02(1)表中“”处的数值应该是___________；(保留三位有效数字)(2)从表格中可以得出，合力的功与速度平方的关系是___________；(3)在做图像时，由于实际操作过程中木板的倾角调整不当，造成实际图线与理想图线(虚线)存在差异，则作出的图像可能是___________。A．B．C．D．【答案】2.00AD【解析】(1)由题图乙可知；(2)由表中数据可得合力的功与速度平方成正比，即(3)若倾角较小，平衡摩擦力不够，则根据动能定理有A正确；若倾角较大，平衡摩擦力过度，则根据动能定理有D正确。故选AD。2．某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算。(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和______(填“交流”或“直流”)电源。(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是(________)A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是(________)A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的___________部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)。【答案】交流DBGJ【解析】(1)打点计时器使用的是交流电源，即交流电源。(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可。故选D。(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态。故选B。(4)从纸带上看，纸带的段打点比较均匀，所以应选用纸带的段进行测量。3．如图是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约为，满偏电流为。除开关、导线外，还有下列器材可选用。A．电阻箱B．电阻箱C．电阻箱D．电池组(电动势，内阻很小)E.电池组(电动势，内阻很小)(1)电路图中电位器应选用__________，电池组应选用__________(均填写器材的字母代号)。(2)某学生进行的实验步骤如下：①先将的阻值调到最大，合上，调节的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；②合上，保持的阻值不变，调节的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；③记下的阻值为。则电流表内电阻的测量值为__________。(3)现在要把它改装成量程为的电压表，则应串联的分压电阻__________。(4)以下四种说法正确的是__________(填正确说法前的字母)。A．上述电流表内电阻的测得值比其真实值小，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压小B．上述电流表内电阻的测得值比其真实值大，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压小C．上述电流表内电阻的测得值比其真实值小，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压大D．上述电流表内电阻的测得值比其真实值大，这一因素使得用上述改装成的电压表测定电压时，其读数比电压表两端的实际电压大(5)下列对此电压表加以改进的措施，其中正确的是__________(填正确说法前的字母)。A．在上串联一比小得多的电阻B．在上串联一比大得多的电阻C．在上并联一比小得多的电阻D．在上并联一比大得多的电阻【答案】CDAD【解析】(1)若电源电动势选择电源选择电动势为的电池组；电源选择电动势为电阻箱选择。(2)在原理上不考虑闭合后干路中电流的变化(3)应串联的分压电阻(4)考虑闭合后干路中电流的变化，解得由于电流表内电阻的测得值比其真实值小，改装成的电压表测定电压时，流过电流表的电流小，其读数比电压表两端的实际电压小。故选A。(5)要使流过电流表的电流稍微变大一点，应在上并联一个比大得多的电阻，故选D。4．某兴趣小组要利用如图甲所示的电路测量一个未知电流表的内阻，现有如下器材，为使实验尽量准确，要求实验中电表偏转角度达到半偏以上。A．待测电流表A1，满偏电流为300μA，内阻r1约为1kΩB．电流表A2，满偏电流为1.5mA，内阻r2约为200ΩC．定值电阻R1=100ΩD．定值电阻R2=2kΩE．定值电阻R3=9kΩF．滑动变阻器RL1，总阻值为10kΩG．滑动变阻器RL2，总阻值为500ΩH．电源电动势为3V，内阻可不计，开关、导线若干(1)图甲电路中1位置应选择的电阻是______，2位置应选择的电阻是______，3位置应选择的滑动变阻器是______(填写相应器材前的序号)；(2)选择好器材，按照电路图连接好实验电路，调节滑动变阻器以保护好电路，然后进行实验；(3)根据记录的电流表A1、A2的示数，建立直角坐标系，通过描点，拟合出图线如图乙所示；(4)由题中所给数据可求出r1=______kΩ(结果保留2位有效数字)。【答案】EDG1.2【解析】(1)若位置1用R3=9kΩ，位置2用R2=2kΩ，根据并联电路中电流与电阻成反比，知上下两条支路的电流之比约为1：5，当A2的电流表满偏时，则A1的电流表可以达到较大幅度的偏转，故1位置应选择的电阻是E，2位置应选择的电阻是D。由于滑动变阻器采用的是分压式接法，为了方便操作，位置3选用量程较小的RL2，即G。(4)设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，根据闭合电路的欧姆定律可知I1(r1+R3)=(I2-I1)R2解得r1=代入图中数据I1=246.0μA、I1=1.50mA、R2=2kΩ、R3=9kΩ解得r1=1.2kΩ5．某同学先测量电流表G的内阻，并把它改装成电压表V1，用来测量一个未知电源的电动势。实验室提供有以下器材：A．电流表G(量程0~100μA)B．电压表V2(量程0~9V)C．电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)D．电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω)E．电源(电动势为9V，内阻不计)该同学设计了如图甲所示电路，先断开S2，闭合S1，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满偏刻度；保持S1闭合，R2的阻值不变，闭合S2，调节R1的阻值。当电流表G的示数为40μA时，R1的阻值为400.0Ω。(1)图甲中R2应选用___________(填写器材前的字母序号)，电流表G的内阻Rg=___________。(2)若要将该电流表G改装成量程3V的电压表V1，需串联阻值R0=___________的电阻。(3)该同学按以下两步测一个未知电源的电动势。首先，按如图乙所示的电路，将改装的电压表V1连入电路，闭合开关S，记下电压表的示数U1，然后，按如图丙所示的电路，将改装的电压表V1和电压表V2串联后接入电路，分别记下此时V1和V2两电压表的示数和U2，可以求出电源的电动势E=___________(用U1、、U2表示)。【答案】D60029400【解析】(1)该同学采用的是“半偏法”电路测量电流表的内阻，为了减小误差，R2应该选用较大的变阻箱，故电阻箱选D。根据欧姆定律可知通过R1的电流由欧姆定律得(2)若要将该微安表改装成量程3V的电压表，需要串联一个定值电阻分压，串联分压电阻为(3)设V1内阻为R1，按如图乙所示的电路，由闭合电路欧姆定律得按如图丙所示的电路，由闭合电路欧姆定律得联立两式解得6．某同学设计了如图甲所示电路想测量一灵敏电流计G的内阻(内阻约为25Ω)，现有以下器材可供选择∶A．电压表(0~6V，内阻约5kΩ)；B．电压表(0~30V，内阻约10kΩ)C．滑动变阻器(0~1Ω)D．滑动变阻器(0~1kΩ)E．电源E(电动势约为6V)F．电阻箱RZ(最大阻值9999Ω)开关S一个，导线若干。(1)请按图甲所示，将乙图中漏接的导线补齐。(________)(2)电路中电压表应选______，滑动变阻器应选______。(填字母代号)(3)该实验步骤为∶第一∶合上开关S，先调节滑动变阻器R使电压表读数为U，再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变)，使灵敏电流计指示为满偏，记下此时电阻箱阻值R1=244Ω；第二∶然后调节滑动变阻器R，使电压表读数为U，再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变