1、1专题 05 实验专题十三 实验考纲原文再现内容 要求实验一：研究匀变速直线运动实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律实验七：验证动量守恒定律实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表实验十二：传感器的简单使用1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系
2、统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求考查方向展示考向 1 以弹簧或橡皮筋为纽带的力学实验【样题 1】 （2018新课标全国 I 卷）如图（a） ，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为
3、 0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为_N/m（保留 3 位有效数字） 。2【答案】3.775 53.7【解析】本题主要考查游标卡尺的读数，弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力。 （3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打 B 点时小车的速度为打 AC 段的平均速度，则312xvT。考向 3
4、以平抛运动为基础研究弹性势能及动量守恒【样题 6】 （2011北京卷）如图甲，用“碰撞实验器“可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_（填选项前的符号），间接地解决这个问题。3A小球开始释放高度 hB小球抛出点距地面的高度 HC小球做平抛运动的射程（2）图甲中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 m1多次从斜轨上 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP。然后，把被碰小球 m2静置于轨道的水平部分，再将入射球 m1从斜轨上 S 位置静止释放，与小
5、球 m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_（填选项前的符号）A用天平测量两个小球的质量 m1、 m2B测量小球 m1开始释放高度 h C测量抛出点距地面的高度 HD分别找到 m1、 m2相碰后平均落地点的位置 M、 NE测量平抛射程 OM、 ON（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_（用（2）中测量的量表示）。（4）经测定， m1=45.0 g， m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距 O 点的距离如图乙所示碰撞前、后m1的动量分别为 p与 ，则 1: p=_:11；若碰撞结束时 m2的动量为 2p，则
6、 1:2p=11:_。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值12p为_。（5）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用（4）中已知的数据，分析和计算出被碰小球 m2平抛运动射程 ON 的最大值为_cm。【答案】（1）C （2）ADE （3） m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2 （4）14 2.9 1.01（5）76.84（3）设落地时间为 t，则 1OPvt， 1Mt， 2ONvt，若动量守恒，则有 ，若碰撞为弹性碰撞，即动能守恒，则有 。故 m1OP=m1OM+m2ON 成立，则动量守恒； m1OP2=
7、m1OM2+m2ON2成立，则为弹性碰撞。（4）碰撞前后 m1动量之比为 ，碰后 m1、 m2动量之比为 ，碰撞前后总动量的比值 。考向 4 以测量电阻或电动势为核心的电学实验【样题 7】 （2018江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_（2）实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及计算的 1I数据见下表:5根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 1RI关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_R/ 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0I/A 0.15
8、0.17 0.19 0.22 0.261I/A1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_【答案】（1）开关未断开 电阻箱阻值为零 （2 ）图象如图所示 1.4（1.301.44 都算对） 1.2（1.01.4 都算对） （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小 0.2）【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处
9、理能力和误差分析能力。6（3）用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻 ，考虑电表内阻对实验的影响，则 E=I(R+RA+r)，得 ，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为 1.4 V，图线的截距表示（ RA+r） ，所以内阻精确值为 r=（1.200.20）=1.00 。 【样题 8】 （2017天津卷）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1的内阻 r1=1.0 k ，电阻 R1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R0=3.0 的电阻。（1）按图示电路进行连接后，发现 a、 b和 c三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导
10、线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、 b间电压，读数不为零，再测量 a、 间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。（2）排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2的多组 I1、 I2数据，作出图象如右图。由 I1I2图象得到电池的电动势 E=_V，内阻 r=_。【答案】（1） a b （2）1.41（1.361.44 均可） 0.5（0.40.6 均可）7（2）根据闭合电路的欧姆定律有 ，由于 12I=，上式可简化为，即 ，图线斜率 ，解得内阻r=0.5 ，代入横截距(260 mA，0.
11、05 mA)，解得电动势 E=1.41 V。考向 5 以多用电表为核心的电学实验【样题 9】 （2018新课标全国 II 卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100 内阻 900 ） ；电阻箱 R1 （阻值范围 0 999.9 ） ；电阻箱 R2 （阻值范围 0 99 999.9 ） ；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出 R1和 R2，其中*为公共接线柱， a 和 b 分别是电流挡和电压挡
12、的接线柱_。（2）电阻箱的阻值 _ ;R2=_ （保留到个位）【答案】（1）如图所示 （2）100 2 910【解析】（1）R 1的电阻比较小，所以 R1与表头并联构成大量程的的电流表，R 2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示;8考向 6 以考查伏安特性曲线为核心的电学实验【样题 10】 （2018新课标全国 I 卷）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在 2580范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻 RT，其标称值（25时的阻值）为 900.0 ：电源 E（6V，内阻可忽略）：电压表 （量程 150 mV）：
13、定值电阻R0（阻值 20.0 ） ，滑动变阻器 R1（最大阻值为 1 000 ）：电阻箱 R2（阻值范围 0-999.9 ）：单刀开关 S1，单刀双掷开关 S2。实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度 t 升至 80.0，将 S2与 1 端接通，闭合 S1，调节 R1的滑片位置，使电压表读数为某一值 U0：保持 R1的滑片位置不变，将 R2置于最大值，将 S2与 2 端接通，调节 R2，使电压表读数仍为 U0：断开 S1，记下此时 R2的读数，逐步降低温控室的温度 t，得到相应温度下 R2的阻值，直至温度降到 25.0C，实验得到的 R2-t 数据见下表。t/ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0R2/ 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0回答下列问题：（1）在闭合 S1前，图（a）中 R1的滑片应移动到_填“ a”或“ b”）端；（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出 R2-t 曲线：_9（3）由图（b）可得到 R1，在 25-80C 范围内的温度特性，当 t=44.0时，可得 R1=_；（4）将 Rt握于手心，手心温度下 R2的相应读数如图（c）所示，该读数为_，则手心温度为_。【答案】（1） b （2）如图所示 （3）450 （4）620.0 33.0
