第9天實(shí)驗(yàn)題爭(zhēng)滿分11．(2024·河南焦作統(tǒng)考一模)如圖1所示為某實(shí)驗(yàn)小組“探究加速度與物體所受合力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌上滑塊(含遮光條)的質(zhì)量為M，遮光條的寬度為d，兩光電門(mén)間的距離為L(zhǎng)，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以忽略導(dǎo)軌的摩擦力，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖1中滑輪均為輕質(zhì)滑輪。(1)本實(shí)驗(yàn)________(選填“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。(2)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，再調(diào)整氣墊導(dǎo)軌上連接滑塊的細(xì)繩沿水平方向，氣源開(kāi)通后滑塊在鉤碼重力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，遮光條先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)所用的時(shí)間分別為t1和t2，則滑塊加速度a的表達(dá)式為a＝________(用已知量表示)。(3)保持滑塊(含遮光條)的質(zhì)量M不變，多次改變鉤碼的質(zhì)量，記錄相應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F，通過(guò)(2)步驟計(jì)算各組的加速度a，描繪出a-F圖像如圖2所示(圖中b和c為已知量)，則滑塊質(zhì)量M的表達(dá)式為M＝________(用已知量表示)。(4)根據(jù)圖2中的b和c可以推算出，當(dāng)加速度大小為b時(shí)，所掛鉤碼質(zhì)量m的表達(dá)式為m＝________(用已知量表示)。[解析](1)滑塊受到的拉力可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系式知v22-va＝v22-v1(3)根據(jù)牛頓第二定律知F2＝Ma，由題圖2知k＝12M，代入數(shù)據(jù)得M(4)根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)鉤碼有mg－F2＝ma，對(duì)滑塊(含遮光條)有F2＝Ma，代入得m＝[答案](1)不需要2d2t12-2．(2024·湖北武漢校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)量程為0～200μA的電流表G的內(nèi)阻rg，并對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行定量探究。實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的儀器有：待測(cè)電流表G；電源(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì))；滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為20kΩ)；電阻箱R2(最大阻值為999.9Ω)；開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。(1)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，請(qǐng)?jiān)趫D乙中連接電路實(shí)物圖。(2)有以下操作步驟：①斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表G滿偏；②將R1調(diào)到最大；③連接好電路；④斷開(kāi)S1、S2，拆除導(dǎo)線，整理好器材。⑤閉合S2，調(diào)節(jié)R2，使電流表G的示數(shù)為100μA，此時(shí)，電阻箱示數(shù)如圖丙。上述操作步驟正確的順序?yàn)開(kāi)_______；測(cè)得電流表G的內(nèi)阻rg＝________Ω。(3)誤差探究：設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，電流表G的滿偏電流記為Ig，內(nèi)阻記為rg，電流表G的指針指在100μA時(shí)電阻箱的讀數(shù)記為R20。則rg-R20rg＝________(用Ig、rg、E表示)。根據(jù)探究結(jié)果知，為了減小本實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)盡可能選用電動(dòng)勢(shì)________(選填“較大”[解析](1)根據(jù)電路圖，連接實(shí)物圖如圖所示。(2)正確實(shí)驗(yàn)步驟是：③連接好電路；②將R1調(diào)到最大；①斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表G滿偏；⑤閉合S2，調(diào)節(jié)R2，使電流表G的示數(shù)為100μA，此時(shí)，電阻箱示數(shù)如題圖丙；④斷開(kāi)S1、S2，拆除導(dǎo)線，整理好器材。操作步驟正確的順序?yàn)棰邰冖佗茛堋ｉ]合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，認(rèn)為電路中的總電流不變，流過(guò)電流表G的電流為100μA，則流過(guò)電阻箱的電流也為100μA，根據(jù)歐姆定律可知測(cè)得電流表G的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值，即為rg＝4×100Ω＋2×10Ω＋2×1Ω＋7×0.1Ω＝422.7Ω。(3)由題意可知，在電流表G滿偏時(shí)則有Ig＝E當(dāng)閉合S2半偏時(shí)則有Ig2＝ER1+又有rg＝EIg－R1，可得r由上式可知，為了減小本實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)盡可能選用電動(dòng)勢(shì)較大的電源。[答案](1)見(jiàn)解析圖(2)③②①⑤④422.7(3)Ig第10天實(shí)驗(yàn)題爭(zhēng)滿分21．(2024·浙江1月選考)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，把電阻箱R(0～9999Ω)、一節(jié)干電池、微安表(量程0～300μA，零刻度在中間位置)、電容器C(2200μF、16V)、單刀雙擲開(kāi)關(guān)組裝成如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)電路。(1)把開(kāi)關(guān)S接1，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到0；然后把開(kāi)關(guān)S接2，微安表指針的偏轉(zhuǎn)情況是________。A．迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小B．向右偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大C．迅速向左偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小D．向左偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大(2)再把電壓表并聯(lián)在電容器兩端，同時(shí)觀察電容器充電時(shí)電流和電壓的變化情況。把開(kāi)關(guān)S接1，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到160μA時(shí)保持不變；電壓表示數(shù)由0逐漸增大，指針偏轉(zhuǎn)到如圖(b)所示位置時(shí)保持不變，則電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V，電壓表的阻值為_(kāi)_______kΩ(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。[解析](1)把開(kāi)關(guān)S接1，電容器充電，電流從右向左流過(guò)微安表，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到0；把開(kāi)關(guān)S接2，電容器放電，電流從左向右流過(guò)微安表，則微安表指針迅速向左偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小。故選C。(2)由題意可知電壓表應(yīng)選用0～3V量程，由題圖(b)可知此時(shí)分度值為0.1V，需要估讀到0.01V，則讀數(shù)為0.50V。當(dāng)微安表示數(shù)穩(wěn)定時(shí)，電容器中不再有電流通過(guò)，此時(shí)干電池、電阻箱、微安表和電壓表構(gòu)成回路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有R＋RV＝EI＝1.5160×10-6Ω＝9.375kΩ，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律有RRV＝URUV＝[答案](1)C(2)0.503.12．(2024·吉林統(tǒng)考一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖(a)所示。一質(zhì)量為m、直徑為d的小球固定于釋放裝置上，在小球正下方固定四個(gè)光電門(mén)，調(diào)節(jié)各光電門(mén)的中心，使其與小球的球心均在同一豎直線上。由靜止釋放小球，記錄小球通過(guò)每個(gè)光電門(mén)的擋光時(shí)間，重力加速度為g。(1)若測(cè)得某光電門(mén)的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離為h，小球通過(guò)此光電門(mén)的擋光時(shí)間為Δt，則小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)的動(dòng)能增加量ΔEk＝________，重力勢(shì)能減小量ΔEp＝________(用題中字母表示)。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出ΔEk-ΔEp的圖像，如圖(b)所示。若圖中虛線的斜率k≈________，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(3)經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小球經(jīng)過(guò)第三個(gè)光電門(mén)時(shí)，ΔEk總是大于ΔEp下列原因中可能的是______。A．第三個(gè)光電門(mén)的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離測(cè)量值偏大B．第三個(gè)光電門(mén)的中心偏離小球下落時(shí)球心所在的豎直線C．小球下落過(guò)程中受到空氣阻力的作用[解析](1)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)中心時(shí)的速度為v＝dΔt，則小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)的動(dòng)能增加量為ΔEk＝12mv2－0＝12mdΔt2，小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得ΔEk＝ΔEp，若作出ΔEk-ΔEp的圖像中虛線的斜率k≈1，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(3)第三個(gè)光電門(mén)的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離測(cè)量值偏大，則ΔEp的測(cè)量值偏大，使得ΔEk小于ΔEp，故A錯(cuò)誤；第三個(gè)光電門(mén)的中心偏離小球下落時(shí)球心所在的豎直線，使得擋光寬度小于小球的直徑，則速度測(cè)量值偏大，ΔEk的測(cè)量值偏大，使得ΔEk大于ΔEp，故B正確；小球下落過(guò)程中受到空氣阻力的作用，使得減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則ΔEk小于ΔEp，故C錯(cuò)誤。故選B。[答案](1)12mdΔt2mgh第11天實(shí)驗(yàn)題爭(zhēng)滿分31．(2024·廣東茂名統(tǒng)考一模)在“用單擺周期公式測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用智能手機(jī)和兩個(gè)相同的圓柱體小磁粒進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用鐵夾將懸線上端固定在鐵架臺(tái)上，將兩個(gè)小磁粒的圓柱底面吸在一起，細(xì)線夾在兩個(gè)小磁粒中間，做成圖(a)所示的單擺；②用刻度尺測(cè)量懸線的長(zhǎng)度l，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小磁粒的底面直徑d；③將智能手機(jī)磁傳感器置于小磁粒平衡位置正下方，打開(kāi)手機(jī)智能軟件，測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化；④將小磁粒由平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度，由靜止釋放，運(yùn)行手機(jī)軟件記錄磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化曲線如圖(b)所示。(1)由圖(b)可知，單擺的周期為_(kāi)_______。(2)重力加速度g的表達(dá)式為_(kāi)_______________(用測(cè)得物理量的符號(hào)表示)。(3)改變懸線長(zhǎng)度l，重復(fù)步驟②、③、④的操作，可以得到多組周期T和懸線長(zhǎng)度l的值，以______(選填“1T”“T”或“T2”)為縱坐標(biāo)，以l的值為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖。若所得的圖像如圖(c)所示，圖像的斜率為k，則重力加速度的測(cè)量值為_(kāi)_______[解析](1)根據(jù)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，一個(gè)周期內(nèi)應(yīng)該有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，由題圖(b)可得出，單擺的周期為2t0。(2)根據(jù)T＝2πl(wèi)0g，且因?yàn)門(mén)＝2t0，l0＝l＋d2，解得g(3)根據(jù)T＝2πl(wèi)+d2g，可得T2＝4π2gl＋2π2dg，所以T[答案](1)2t02π2l+d2t2．(2024·安徽卷)某實(shí)驗(yàn)小組要將電流表G(銘牌標(biāo)示：Ig＝500μA，Rg＝800Ω)改裝成量程為0～1V和0～3V的電壓表，并用標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。選用合適的電源、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、開(kāi)關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表等實(shí)驗(yàn)器材，按圖1所示連接電路，其中虛線框內(nèi)為改裝電路。(1)開(kāi)關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)移動(dòng)到________(選填“M”或“N”)端。(2)根據(jù)要求和已知信息，電阻箱R1的阻值已調(diào)至1200Ω，則R2的阻值應(yīng)調(diào)至________Ω。(3)當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2與a連接時(shí)，電流表G和標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的示數(shù)分別為I、U，則電流表G的內(nèi)阻可表示為_(kāi)_________________(結(jié)果用U、I、R1、R2表示)。(4)校準(zhǔn)電表時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝后電壓表的讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏大，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)電流表G內(nèi)阻的真實(shí)值與銘牌標(biāo)示值有偏差，則只要________即可。(填正確答案標(biāo)號(hào))A．增大電阻箱R1的阻值B．減小電阻箱R2的阻值C．將滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端滑動(dòng)(5)校準(zhǔn)完成后，開(kāi)關(guān)S2與b連接，電流表G的示數(shù)如圖2所示，此示數(shù)對(duì)應(yīng)的改裝電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______V。(保留兩位有效數(shù)字)[解析](1)由題圖1可知，該滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了保護(hù)電路，在開(kāi)關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)移到M端。(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S2接b時(shí)，電壓表量程為1V，根據(jù)歐姆定律得U1＝Ig(Rg＋R1)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S2接a時(shí)，電壓表量程為3V，根據(jù)歐姆定律得U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)，其中R1＝1200Ω，聯(lián)立解得R2＝4000Ω。(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S2接a時(shí)，根據(jù)歐姆定律U＝I(Rg＋R1＋R2)，可得電流表G的內(nèi)阻為Rg＝UI－R1－R2(4)校準(zhǔn)電表時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝后電壓表的讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏大，可知電流表G內(nèi)阻的真實(shí)值小于銘牌標(biāo)示值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律知，可以增大電阻箱R1的阻值，故選A。(5)根據(jù)閉合電路歐姆定律UV＝IA(Rg＋R1)＝430×10-6×(800＋1200)V＝0.86V。[答案](1)M(2)4000(3)UI－R1－R2(4)A第12天實(shí)驗(yàn)題爭(zhēng)滿分41．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))A．應(yīng)該以較快的速度推拉柱塞來(lái)改變空氣柱的體積B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先利用天平測(cè)量出注射器、柱塞及壓力表的總質(zhì)量C．推拉柱塞時(shí)，手不可以握住整個(gè)注射器D．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保證橡膠套的密閉性良好，以保證空氣柱的質(zhì)量一定②實(shí)驗(yàn)時(shí)，緩慢推動(dòng)活塞，注射器內(nèi)氣體的體積逐漸減小。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境溫度逐漸降低，測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)，則實(shí)驗(yàn)得到的p-1V圖像應(yīng)為圖中的________。(填正確答案標(biāo)號(hào)ABCD(2)第二個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用氣體壓強(qiáng)傳感器做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。在操作規(guī)范、不漏氣的前提下，測(cè)得多組壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)并作出V-1p圖像，發(fā)現(xiàn)圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖丙所示。造成這一結(jié)果的原因是______________________；圖丙中V0的物理含義是________________[解析](1)①應(yīng)該以較慢的速度推拉柱塞來(lái)改變空氣柱的體積，以避免操作動(dòng)作過(guò)快使空氣柱的溫度發(fā)生改變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因壓強(qiáng)由壓力表測(cè)得，不是由平衡條件計(jì)算出的，所以實(shí)驗(yàn)前不需要利用天平測(cè)量出注射器、柱塞及壓力表的總質(zhì)量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中手不能握住注射器前端，以免改變空氣柱的溫度，使氣體發(fā)生的不是等溫變化，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保證橡膠套的密閉性良好，以保證空氣柱的質(zhì)量一定，D項(xiàng)正確。故選CD。②根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT＝C，可得p＝CTV，可知隨著環(huán)境溫度逐漸降低，p-1V(2)根據(jù)玻意耳定律得pV+V0T＝C，解得V＝CTp－V[答案](1)①CD②A(2)膠管的容積不可忽略連接壓強(qiáng)傳感器和注射器的膠管的容積2．(2024·廣東卷)某科技小組模仿太陽(yáng)能發(fā)電中的太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，制作光源跟蹤演示裝置，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板方向的調(diào)整，使電池板正對(duì)光源。圖甲是光照方向檢測(cè)電路，所用器材有：電源E(電動(dòng)勢(shì)3V)；電壓表和(量程均有0～3V和0～15V，內(nèi)阻均可視為無(wú)窮大)；滑動(dòng)變阻器R；兩個(gè)相同的光敏電阻RG1和RG2；開(kāi)關(guān)S；手電筒；導(dǎo)線若干。圖乙是實(shí)物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側(cè)裝有光敏電阻，電池板固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上。控制單元與檢測(cè)電路的連接未畫(huà)出，控制單元對(duì)光照方向檢測(cè)電路無(wú)影響。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)操作