高考物理专题复习——专题26 物理实验设计

专题二十六 物理实验设计

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2011高考预测年高考试题加强实验创新力考查重点考查电路设计问题选择电阻设计电路问题利米尺铅笔设计测量金属丝直径问题预测高考然会加强设计实验考查然基实验原理实验思想迁移力考查
专题解读
1实验设计四项基原
（1）科学性：设计方案应科学正确操作方式
①设计方案中原理应遵循物理规律求选规律正确简明
②设计方案中安排操作步骤应该合理操作符合实验规求
③设计方案中进行数处理误差分析应科学方法
（2）安全性：设计方案操作时应安全会仪器器材造成损害
①选实验器材时应考虑仪器器材性量值（仪表量程电器额定值弹簧弹性限度等）求
②设计实验方案时应考虑安排保护措施
（3）精确性：实验误差应控制误差允许范围量采取误差较方案
①安装实验器材仪器前应安装实验求器材仪器精心调整某仪表前应注意进行机械调零
②选合适测量工具合适测量范围测数相匹配电表测量某电阻时应选择合适档位测量电表指针中央刻度值附
③实验中应次测量获取组数避免操作带偶然误差
④数处理采合适方式根题目求采图法列表法等方式进行数处理
（4）简便性直观性：设计实验应便操作读数便进行数处理
2实验设计设计思路
解决设计型实验问题关键确定实验原理进行实验设计根起点决定应测量物理量安排实验步骤处理数等实验原理确定根问题求出条件回顾分组实验演示实验寻找够迁移应实验原理者回顾物理原理寻找关物理规律设法创设相关物理情景根已掌握基仪器核否够测出必须测定物理量
果设计实验中没定（足）实验器材设计实验基思路：
（1）根实验设计条件求构建相关物理情景
（2）确定实验原理
（3）确定需测物理量
（4）设计实验方案
时实验求构建物理情景导出物理量表达式表达式作实验设计会实验原理实验方案果实验实设计已足实验器材实验设计根定器材构建物理情景相言实验原理实验方案会受较限制　　　
电学设计性实验分析方法技巧
　　实验物理基础高考重容观年高考物理实验考题前年相较变化前年考查课实验年出现种新题型课实验原理方法重新设计实验方案设计性物理实验什设计性物理实验？特点？样分析求解？面研究问题
什设计性物理实验
　　设计性物理实验课中已出现物理实验基原理基器材实验中学关方法等提供关实验器材实验求设计新实验方案实验设计方案求完成实验关容
二设计性物理实验特点
　　设计性物理实验突出考查学力高考求相符年高考实验试题新特点类实验问题具器材新视角新方案新容新等特点着重考查学灵活运物理实验中学原理方法处理新问题力求学课实验原理方法较透彻理解正确实验中仪器正确运实验中学方法综合分析解决新实验问题
三设计性实验设计原：
1合理性：实验方案原理应符合物理学基原理实验装置电路够圆满完成实验求
2安全性：实验进行程中会实验装置器材造成损坏会身造成危害
3便利性：实验便操作便读数便实验数处理
4精确性：实验结果精确误差允许范围
5重复性：实验装置进行次测量重复操作
四电学设计性实验例分析方法技巧
　　电学设计性实验数设计实验电路电学实验电路分测量电路控制电路两部分组成：
1测量电路
　　常电学测量电路分接法外接法两种图示：

　　测电阻较（）时采接法误差较测电阻较（）时采外接法误差较
2控制电路
　　电学中控制电路分限流式分压式两种图示

甲　　　　　　　　　　　乙
　　测量电路中电流较求零开始测量滑线变阻器阻值较时限流式控制电路求零开始测量连续测组数滑线变阻器阻值较时分压式控制电路
例1某电压表阻20kΩ—50kΩ间现测量阻实验提供列选器材：

测电压表V(0—3V)　　　　　　　电流表A1(0—200μA)
电流表A2(0—5mA)　　　　　　　　电流表A3(0—06A)
滑动变阻器R(0—1kΩ)　　　　　　电源E(电动势3V)
开关S
（1）量减少误差求测组数试图中示
方框中画出符合求实验电路图（中电源开关连线已画出）
（2）提供电流表中应选____________(填写字母代号)
解析：　　（1）电路设计方案：
　　阻电压表等效阻理想电压表联电压表阻两端电压电压表已测出图示：

　　测出流电流表电流求出电压表阻电流表电压表串联起测出流电压表电流图示：

　　选择控制电路题目求量减少误差求测组数选择分压式控制电路实验电路图图示：

　　（2）选择电流表：
　　电压表中电流面范围：
　　
　　
　　电流表量程太选电流表
例2列实验器材中选出适器材设计测量电路测量两电流表阻求方法简捷操作方便进行次测量高测量精度
（A）测电流表A1量程40mA电阻约十Ω
（B）测电流表A2量程30mA电阻约十Ω
（C）电压表V量程15V阻rV15kΩ
（D）电阻箱R1阻值范围0—999999Ω
（E）电阻箱R2阻值范围0—9999Ω
（F）滑动变阻器R3阻值范围0—150Ω额定电流15A
（G）滑动变阻器R4阻值0—20Ω额定电流2A
（H）电阻R0阻值40Ω功率05W（作保护电阻）
（I）电池组电动势12V电阻05Ω
外单刀开关干导线干供需选
（1）请设计测量电路画出电路图
（2）选出必器材器材前字母表示____________________
（3）需物理量写出表达式

　　述两方案行根原电压表量程太精度符合求电压表题中出电压表陷井果加分析会掉入陷井中
　　设计方案三：电压表电压法直接测量两电流表办呢？时辟蹊径串联电路特点知联电路电压相等两电流表联起图示方案：

（方案三）
　　方案测出两电流表电流联电路电压相等知：
　　
　　式中两未知量法测出说明方案完善修改
　　设计方案四：方案三直接测出两电流表阻两条支路中条支路串联电阻箱方便操作电阻箱两端联开关图示方案：

（方案四）
　　方案方案三基础改进闭会开关S会方案三断开开关S电阻箱电流表串联电流表联测出电流表读数电阻箱电阻读数R：
　　 　样测出两电流表阻
　　选择控制电路题目求进行次测量高测量精度选择分压式控制电路电流表两端承受电压较电路中加保护电阻保护电流表电压调节范围增电流表电阻十欧姆电阻箱选行分压式控制电路中滑动变阻器应选阻值较选择行实验电路图示

　　（2）面分析知实验器材应选择：ABEGHI
　　（3）开关S2闭合时测电流表示数I1I2
　　欧姆定律：
　　
　　断开开关S2调整电阻箱阻值R时测电流表示数
　　欧姆定律：
　
　　解：
　　
纳：题测量电路设计思路学熟悉伏安法（方案）开始思考容易想方案二电压表量程太精度符合求电压表题中辟蹊径串联电路特点知联电路电压相等想方案三方案二方案三思维力飞跃创新力体现方案三完善然会想方案四
思考题：题中两电压表没电流表测电阻应该设计测量电路呢？
设计思路：电压表没电流表测电阻电压表阻两端电压电压表测出关键电流法直接测出串联电路特点知串联电路电流强度相等两电压表串联起图示方案：

（方案）
　　两电压表示数直接读出欧姆定律：　
　　式中两未知量法测出题相似意电压表两端联电阻箱解决问题图示方案：

（方案二）
　　方案二中闭合关S变成方案断开开关S测出两电压表示数电阻箱示数欧姆定律：　　
　　述两式解：　　
　　测出电压表两次示数电阻箱示数测出两电压表阻
结：测电表电阻种情况：




[源学科网ZXXK]











3两种电表阻未知需电阻箱测出阻：
　　（1）测电流表阻：

　　（2）测电压表阻：

　　电学设计性实验突出考查学力高考求相符年高考实验试题新特点类实验问题然定难度学课实验原理方法较透彻理解正确实验中仪器断提高灵活运物理实验中学原理方法处理新问题力类问题会迎刃解

1（2010·全国卷1）23．（16分）电流表量程标定准确某学利图1示电路测量该电流表实际量程

器材：量程准电流表阻100量程标称50mA标准电流表阻450量程10mA标准电阻阻值100滑动变阻器R总电阻3000电源E电动势3 0V阻计保护电阻开关S导线
回答列问题：
（1）答题卡（图2示）实物图画出连线

（2）开关S闭合前滑动变阻器滑动端c应滑动 端
（3）开关S闭合调节滑动变阻器滑动端电流表满偏时电流表读数量程
（4）测量时未调满偏两电流表示数图3示图中读出示数 示数 读出数计算 （保留3位效数字）

（5）写出条提高测量准确度建议：
答案⑴连线图
⑵阻值
⑶
⑷605mA
解析⑴连线图
⑵滑动变阻器限流接法中接通开关前需滑动触头滑动阻值端
⑶闭合开关调节滑动变阻器测表满偏流电流Im根联电路电压相等
⑷测表未满偏A2示数066mA已知条件代入
Ma
图中A1示数30mA量程50mA根电流表刻度均匀准确量程605mA
⑸略
2（2010·全国卷2）23(13分）图热敏电阻RT 放控温容器M：
毫安表量程6mA阻数十欧姆E直流电源电动势约3V阻R电阻箱阻值9999ΩS开关已知RT 95℃时阻值150Ω20℃时阻值约550Ω现求降温程中测量95℃～20℃间温度RT 阻值

（1） 图中画出连线完成实验原理电路图
（2） 完成列实验步骤中填空
① 实验原理电路图连线
② 调节控温容器M温度RT 温度95℃
③ 电阻箱调适初值保证仪器安全
④ 闭合开关调节电阻箱记录电流表示数I0 记录
⑤ RT 温度降T1 （20℃＜T1＜95℃）调节电阻箱电流表读数 记录
⑥ 温度T1 时热敏电阻电阻值RT1
⑦ 逐步降低T1 数值直20℃止温度重复步骤⑤⑥
答案：
（1）电路图图：

（2）d电阻箱读数 e 电阻箱读数 f
解析：（1）实验测量观察电流表应该代法思维考虑电流表观察保证电路电阻变热敏电阻电阻箱电流表串联形成测量电路热敏电阻95℃20℃阻值已知热敏电阻初始温度95℃电流表数变时电阻箱热敏电阻串联电路电阻保持150Ω加电阻箱初值变果热敏电阻初始温度20℃电流表示数变时电阻箱热敏电阻串联电路电阻保持550Ω加电阻箱初值变测量意温度电阻
（2）实验步骤：
a实验原理电路图连线
b调节控温电容M温度温度95℃
c电阻箱调适初值保证仪器安全
d闭合开关调节电阻箱记录电流表示数记录电阻箱初值
e温度降低调节电阻箱电流表读数记录电阻箱读数
f温度时热敏电阻电阻值
g温度逐渐降低直止温度重复步骤e f
3．（2010·新课标卷）23(11分)温度敏感半导体材料制成某热敏电阻定温度范围阻值温度变化非线性某学两适固定电阻连成图1虚线框示电路该电路等效电阻阻值处环境温度变化似线性具合适阻值范围验证设计采伏安法测量温度阻值测量电路图1示图中电压表阻测量结果表l示


回答列问题

(2)检验t间似线性关系坐标纸作t关系图线

(3)某温度电路中电流表电压表示数图34示电流表读数____电压表读数___时等效电阻阻值___：热敏电阻处环境温度约____

答案：（1）图示（2）图示（3）1150mA500V435Ω640℃


解析：（1）根电路图连接实物
（2）根数描出点作出直线
（3）图找出相应温度640℃
4．（2010·海物理）26DIS描绘电场等势线实验中
（1）电源通正负电极ab导电物质产生稳恒电流分布模拟二_____产生________探测等势点
（2）（单选题）安装实验装置时正确做法 （ ）
（A）块整木板次放复写纸白纸导电纸
（B）导电纸导电物质面应该
（C）连接电源正负极电极ab必须导电物质保持绝缘
（D）连接电极ab电源电压交流4~6V
解析
（1）点电荷电场DIS
(2)B
A 应次放白纸复写纸导电纸
B 应电极ab必须导电物质保持导电
C应连接电极ab电源电压直流46V

5（2010·海物理）29（6分）某学利DIS定值电阻电阻箱等实验器材测量电池a电动势阻实验装置图1示实验时次改变电阻箱阻值记录外电路总电阻阻值R电压传感器测端电压U计算机显示出图2示关系图线a重复述实验方法测量电池b电动势阻图2中图线b

（1）图线a知电池a电动势______V阻____
（2）电阻R先电池a电池b链接两电池输出功率_______（填等）两电池效率_____（填等）
解析：（1）根图象a截距b05斜率
k025电动势阻rE·k05Ω
（2）图象知：截距斜率电动势阻＜＜电池输出功率电池效率
题考查伏阻法（电压表电阻箱）测电源电动势阻图法电源输出功率效率
6（2010·天津卷）9（3）测量电压表V1阻RV量程2V阻约2KΩ实验室提供器材：
电流表A量程06A阻约01Ω
电压表V2量程5V阻5KΩ
定值电阻R1阻值30Ω
定值电阻R2阻值3KΩ
滑动变阻器R3阻值100Ω额定电流15A
电源E电动势6V阻约05Ω
开关S导线干
①拟测电压表V1 电流表A串联接入电压合适测量电路中测出V1 电压电流计算出RV该方案实际行原
②请述器材中选择必器材设计测量电压表V1阻RV实验电路求测量量准确实验必须电路中增减元件条件完成试画出符合求实验电路图（图中电源开关已连接）标出选元件相应字母代号：

③问写出V1阻RV表达方式说明式中测量量物理意义
答案：①电流表A准确测量出流电压表V1电流②测量电压表V1阻实验电路图示③表示电压表示串联总电压


7（2010·江苏卷）10（8分）测量电源电动势阻实验中电压表（视理想电压表）量程较某学涉图示实物电路
w w wks5 u c om
（1） 试验时应先电阻箱电阻调____（选填值值意值）
（2） 改变电阻箱阻值R分测出阻值10定值电阻两端电压U列两组R取值方案中较合理方案____（选填12）

（3）根实验数描点绘出图条直线直线斜率k坐标轴截距b该电源电动势E ▲ 阻r ▲ （kbR0表示）
答案：（1）值（2）2（3）
解析：（1）安全（2）R300Ω电流约R60Ω电流约者电流读数误差填2
(3) 电流图象斜率截距电动势阻－R0
题考查测电源电动势阻图象物理意义根图象求物理量难度：较难
（福建卷）19
（3）（6分）图示准备测量测电阻阻值实验器材器材规格列表

正常进行测量减少测量误差实验求测量时电表读数量程半调节滑动变阻器电表读数较明显变化请实线代表导线实验器材图中选择干合适器材连成满足求测量阻值电路

解析：
（3）题属难题准确答题需实验原理（伏安法变阻器接法）误差分析深刻理解测电阻约1000Ω滑动变阻器电阻100Ω电表读数发生变化滑动变阻器必须分压式接法电源电动势全部加测电阻时流电流约显然电流表测电流应该中电压表V1电流表根值法容易判断出测电阻电阻伏安法应接法

8（2010·广东卷）34（2）某学利电压表电阻箱测定干电池电动势阻器材包括定值电阻（5）开关两导线干实验原理图图14(a)
①图14（b）实物图中已正确连接部分电路请完成余电路连接
②请完成列实验步骤
A检查调节电压表指针指零调节电阻箱示数图14（c）示读电阻值____________
B开关闭合开关断开电压表示数149V
C开关 _______电压表示数116V断开开关
③测数计算出干电池阻_______（计算结果保留二位效数字）
④电压表理想电压表测电动势实际值偏_________(填)

答案：
(2)①略②20Ω闭合③069Ω④
解析：①略②闭合电阻箱工作
③S1闭合S2断开时：RV认： Ⅰ
S1S2闭合时： Ⅱ[源学科网]
ⅠⅡ
④误差分析解析 ④忽略电压表电阻影响 ⅰ
考虑电压表电阻影响设电压表电阻：RVⅠⅡ两式变：

两式相减整理：
ⅱ
ⅰⅱ： (U1>U2)
r测误差分析解析二 学学等效电源定理（戴维南定理）：ER0电压表RV组成新电源电动势阻
测电动势阻偏

（山东卷）23（2）测定金属电阻率实验中某学连接电路图示闭合电键发现电路障（已知电源电表导线均完电源电动势E）：

①电流表示数零电压表示数E发生障　　　　　（填测金属丝
滑动变阻器电键）
②电流表电压表示数均零该学利电表检查障先选择开关旋　　　　档（填欧姆×100直流电压10V直流电流2．5mA）　　　　（填红黑）表笔固定a接线柱支表笔次接bcd接线柱滑动变阻器断路电表示数次　　　　　　　　　　　　
答案：(2)①测金属丝②直流电压10V红0EE
（北京卷）21．（18分）（１）甲学量程200直流电流计改装成量度范围0～4Ｖ直流电压表

①图１示电路半偏法测定电流计电阻rg中电阻Ｒ0约１rg测量值量准确器材中电源Ｅ应选______________电阻器Ｒ1应选______________电阻器Ｒ2应选______________（选填器材前字母）
Ａ．电源（电动势15Ｖ）　　　　　　　　　Ｂ．电源（电动势6Ｖ）
Ｃ．电阻箱（0～9999）　　　　　　　Ｄ．滑动变阻器（0～500）
Ｅ．电位器（种变电阻滑动变阻器相）（0～51）
Ｆ．电位器（0～51）
②该学开关断开情况检查电路连接误Ｒ２阻值调续实验操作步骤次________________________________________________________记录Ｒ1阻值整理器材（请合理实验序选填列步骤前字母）
Ａ．闭合Ｓ１
Ｂ．闭合Ｓ２
Ｃ．调节Ｒ２阻值电流计指针偏转满刻度
Ｄ．调节Ｒ２阻值电流计指针偏转满刻度半
Ｅ．调节Ｒ１阻值电流计指针偏转满刻度半
Ｆ．调节Ｒ１阻值电流计指针偏转满刻度
③果Ｒ１阻值3000图１中测电流计阻ｒ测量值______________该测量值__________实际值（选填略略等）
④电流计__________联（选填串）阻值__________电阻该电流计改装量程４Ｖ电压表
（2）乙学电流计改装成直流电压表仅块标准电压表电池组Ｅ滑动变阻器阻值准确定值电阻
①该学述具体条件出发先带改装表直接电压表校准请画完图２方框中校准电路图

②实验中定值电阻Ｒ选170时调整滑动变阻器阻值电压表示数40Ｖ时表指针恰指满量程五分二Ｒ选70时调整阻值电压表示数20Ｖ时表指针指满量程五分二

判定表阻ｒｇ_______满偏电流_______ｍＡ表改装量程15Ｖ电压表应配备_______电阻
答案：（1）①B C F②B C A E③300 略④串 197
（2）①图示②30 050 270

解析⑴①半偏法测量表头阻时首先选择滑动变阻器（必须电路需电阻根电路电压电动势电路电流表头满偏电流电阻KΩKΩ考虑保护R01 KΩ知调节滑动变阻器表头满偏时滑动变阻器阻值分接29 KΩ65KΩ电路图中R2滑动变阻器选择DE选择F表头满偏时滑动变阻器阻值越实验误差越电源选择电动势6VB滑动变阻器F阻值满足调节需R
1测量表头阻电阻箱选C
②实验步骤：第步闭合S2(（B）第二步调节R2阻值电流计满偏（C）第三步闭合S1(（A）第四步调节R1阻值电流计半偏（E）第五步读出R1示数测表头阻
③R1示数测表头阻3000KΩ闭合S1电路总电阻减表头半偏时赶路电流表头满偏电流流电阻箱电流流表头电流电阻箱阻值略表头阻
④表头串联电阻改装成电压表改装电压表阻20KΩ串联电阻20KΩ300Ω197KΩ
（2）实验时改装电压表进行校准改装电压表标准电压表联求电压0满偏变化滑动变阻器采分压接法表头刻度均匀表针恰指满量程五分二时流改装电压表电流04Ig根欧姆定律分
404 Ig（rg +17×103）204 Ig（rg +7×103）
解表头阻30 KΩ满偏电流：050mA
量程15V改装电压表阻30KΩ改装时串联定值电阻30KΩ30 KΩ270 KΩ
（重庆卷）22（2）探究灯泡伏安特性实验中器材：灯泡1量程恰电流表示 A电压V直流电源A滑动变阻器R电键S等求灯泡两端电压OV开始变化

①实验中滑动变阻器应采____________接法（填分压限流）
②某学已连接题22图2示电路连接根导线C端直接电源正极前请指出中仅2处说明改
A．__________________________________________
B．_______________________________________________

③电路连接正确分测两灯泡伏安特性曲线题22图3中ⅠⅡ示然灯泡电池组（电动势阻均恒定）连成题22图4示电路次测量通电流均值分030A060A


A题22图3中画出电池组路端电压U电流I关系曲线
B该曲线知电池组电动势_________V阻_________（取2位效数字）
答案：⑵①分压 ②A电键应闭合应处断开状态 B滑动变阻器滑动触头P位置应置b端 ③ 46V 27Ω
解析：
⑵①探究灯泡伏安特性曲线求电压0额定电压变化滑动变阻器必须采分压解法
②连接线路时必须开关断开图中闭合第错误连线路闭合开关前需限流滑动变阻器调阻值分压滑动变阻器调输出0端图中b端保护电源电表
③描绘电源伏安特性曲线求外电阻变化测定应组路端电压电流实验中两灯泡改变外电阻获两组电流值然灯泡伏安特性曲线查出应电压两坐标点描绘图描绘准确先进行理计算首先查出两坐标（030A38V）（060A30V）阻Ω电动势 V然作出准确图图


（浙江卷）21Ⅱ (10分)描绘灯泡伏安特性曲线实验中某学测电流电压数表示：
电流ImA
2．7
54
124
195
278
364
471
561
696
817
932
电压UV
004
008
021
054
130
220
352
477
690
912
1146
（1）表数描绘电压电流变化曲线
（2）探究灯丝电阻温度关系已作出电阻电流变化曲线图示：请指出图丝特征解释形成原

②物理兴趣组活动中学利列器材设计完成探究导体阻值长度关系实验

电压表 量程3V 阻约900
电压表 量程10V 阻约3K
电压表 量程60mA 阻约5
电源E1 电动势15V 阻约02
电源E2 电动势45V 阻约04
滑动变阻器（阻值10）粗细均匀种电阻丝开关导线刻度尺
实验步骤：w_w w k#s5_uc o*m

A选取图中器材示意图连接电路
B伏安法测定电阻丝阻值R
C刻度尺测出电阻丝长度L
D次减电阻丝长度保持电路部分变重复步骤BC
E处理数根列测量结果找出电阻丝值长度关系
L(m)
09956
08049
05981
04021
01958
R()
1048
853
652
466
271
实验准确请述步骤中画线处加改进
（I） w_w w k#s5_uc o*m

（II）

答案：（1）①B（4分）②（I）电源改选E2（4分）（II）判断电流表外接法作出相应调整（4分）
解析（1）①红表笔接F电阻时二极导通电源电流黑表笔流出通二极红表笔流进电流方EFB正确
②根电动势电压表量程选择10V电路图中选择V1然正确电压表减测量误差求指针偏转半15V电动势太电源E1应该改选E2
60欧姆第组测量值1048Ω电阻接伏安法第五组测量值271Ω电阻外接伏安法说明外接法先试触法判断调整测量
（安徽卷）21．Ⅱ．（6分）太阳种清洁绿色源国海举办2010年世博会量利太阳电池太阳电池光时光转化电没光时视电学器件某实验组根测绘灯泡伏安特性曲线实验方法探究太阳电池没光时（没储存电）IU特性器材包括：太阳电池电源E电流表A电压表V滑动变阻器R开关S导线干
（1）达述目请图1连成完整实验电路图
（2）该实验组根实验数描点绘出图2IU图图知电压200V时太阳电池电阻_____________ （填）电压280V时太阳电池电阻约____________

答案：（1）图（2）10×103（965～1040）
解析：（1）根测绘灯泡伏安特性曲线实验方法电路连接图

（2）电压200V时图读出电流太阳电池电阻
（3）电压280V时根题图读出UI：R10×103Ω
1（2009宁夏理综）青岛奥运会帆船赛场采风力发电蓄电池充电路灯提供电光敏电阻作传感器控制路灯电路开关实现动控制
光敏电阻阻值射光强弱变化作简化模型似认射光较强（白天）时电阻0：射光较弱（黑天）时电阻接穷利光敏电阻作传感器助电磁开关实现路灯动白天关闭黑天开电磁开关部结构
图示12两接线柱间励磁线圈34两接线柱分弹簧片触点连接励磁线圈中电流50mA时电磁铁吸合铁片弹簧片触点分离34断开电流50mA时34接通励磁线圈中允许通电流100mA
（1）利器材设计动控制路灯电路画出电路原理图
R1
光敏电阻符号
灯泡L额定功率40W额定电压36V符号
R2
保护电阻符号


电磁开关符号

蓄电池E电压36V阻开关S导线干
（2）回答列问题：
①果励磁线圈电阻200励磁线圈允许加电压 V保护电阻阻值范围
②应电磁开关场合安全需电磁铁吸合铁片时接线柱34间断开变接通电磁开关部结构应改造？请结合题中电磁开关部结构图说明
答：
③意举出电磁铁应例子
答：
解析：（1）电路原理图示
（2）①20 160～520
②触点弹簧片右侧移弹簧片左侧保证电磁铁吸合铁片
时34间接通吸合时34间断开
③电磁起重机

2（2009福建理科综合）某研究性学组制作种传感器需选电器元件图该电器元件伏安特性曲线学提出质疑先需进步验证该伏安特性曲线实验室备列器材：

器材（代号）
规格
电流表（A1）
电流表（A2）
电压表（V1）
电压表（V2）
滑动变阻器（R1）
滑动变阻器（R2）
直流电源（E）
开关（S）
导线干
量程0~50mA阻约50
量程0~200mA阻约10
量程0~3V阻约10k
量程0~15V阻约25k
阻值范围0~15允许电流1A
阻值范围0~1k允许电流100mA
输出电压6V阻计

①提高实验结果准确程度电流表应选 电压表应选 滑动变阻器应选 （均填器材代号）
②达述目请虚线框画出正确实验电路原理图标明器材代号
③发现实验测伏安特性曲线图中曲线基吻合请说明该伏安特性曲线电珠伏安特性曲线异点？
相点：
点：

答案：①A2 V1 R1
②图




③相点：通该元件电流电压变化关系通电珠电流电压变化关系非线性关系该元件电阻电压增减笑电珠电阻值电压升高增
解析： ①图中电流0～014A电流表选A2电源电压6V图求电压0～3V间调整测量准确电压表选V1绘制图需求电压0～3V间调整滑动变阻器采分压式接法调节电压滑动变阻器应选阻值较R1
②该元件约十Ω电压表分流作忽略采电流表外接法实验数采集求零开始滑动变阻器采分压式接法
③图形状斜率变化趋势找相点点突出非线性图某点原点连线斜率电阻倒数
3（2009·全国卷Ⅰ·23）某学探究物体斜面运动时摩擦力斜面倾角关系设计实验装置图长直板端放水桌面端架物块板标出AB两点B点处放置光电门光电计时器记录滑块通光电门时挡光时间

实验步骤：
①游标卡尺测量滑块挡光长度d天测量滑块质量m
②直尺测量AB间距离sA点水桌面垂直距离h1B点水桌面垂直距离h2
③滑块A点静止释放光电计时器读出滑块挡光时间t1
④重复步骤③数次求挡光时间均值
⑤利测数求出摩擦力f斜面倾角余弦值
⑥次改变斜面倾角重复实验步骤②③④⑤做出f关系曲线
（1）测量物理量完成列式（重力加速度g）：
①斜面倾角余弦
②滑块通光电门时速度v
③滑块运动时加速度a
④滑块运动时受摩擦阻力f
（2）测量滑块挡光长度游标卡尺读数图示读d
答案：（1）①②③④（2）362cm
解析：(1)物块斜面做初速度零匀加速直线运动受重力支持力滑动摩擦力图示① 根三角形关系②根③根运动学公式④根牛顿第二定律(2) 游标卡尺中尺36cm游标尺恰第1条刻度线尺齐考虑卡尺10分度读数36cm+01×1mm361cm者362cm
4（2009·浙江·22．Ⅱ）（9分）（1）探究单摆周期摆长关系实验中两位学游标卡尺测量球直径图甲乙示测量方法正确__________（选填甲乙）

（2）实验时摆球垂直纸面面摆动工记录振动次数改动记录振动次数摆球运动低点左右两侧分放置激光光源光敏电阻某动记录仪相连该仪器显示光敏电阻阻值R时间t变化图线图乙示该单摆振动周期 保持悬点球顶点绳长变改直径原球直径2倍球进行实验该单摆周期 (填变变变)图乙中△t (填变变变)

答案：Ⅰ（1）图
（2）150220V 300W
Ⅱ（1）乙（2）2t0变变
Ⅰ解析：题考查电表 电路设计
(1)图示实验求电压零开始调整滑动变阻器采分压式接法
（2）15×10150ΩP标称300W灯泡
Ⅱ解析：题考查游标卡尺单摆知识
（1）应测物体正确放测脚中乙图（2）单摆1周期遮光两次单摆周期球质量关改直径变原球直径2倍周期变遮光时间Δt变
5（2009·江苏物理·11）（10分）探究加速度物体质量物体受力关系实验装置图甲示
（1）衡车桌面间摩擦力程中出条纸袋图乙示计时器点时间间隔002s较清晰点起5点取计数点量出相邻计数点间距离该车加速度a______ms2（结果保留两位效数字）











（2）衡摩擦力5相砝码放车挂砝码盘然次车取砝码添加砝码盘中测量车加速度车加速度a砝码盘中砝码总重力F实验数表：[源学科网ZXXK]

砝码盘中砝码总重力F(N)
0196
0392
0588
0784
0980
加速度a（m·s2）
069
118
166
218
270
请根实验数作出aF关系图

（3）根提供试验数作出F图线通原点请说明原
答案： (1) 016 (015算) （2）（见图）（3）未计入砝码盘重力
解析：（1）处理匀变速直线运动中出纸带求解加速度公式关键弄清公式中量物理意义连续相等时间位移差t连需相等时间间隔果5点取点连续两点时间间隔t01s（368352）m带入加速度016ms2段第二段位移差求解加速度015ms2[源Z*xx*kCom]
（2）根图中数合理设计横坐标刻度值图线倾斜程度太太水方夹角45°左右宜确定F范围0设置1N较合适a03ms2较合适设刻度根数确定点位置点条直线连起延长交坐标轴某点图示
（3）处理图象问题注意图线斜率交点拐点面积等意义正确理解量意义问题会迎刃解坐标相交原点该交点说明挂砝码时车加速度绳车拉力拉力源考虑容易答案砝码盘重力（2）问图表中出砝码总重力没考虑砝码盘重力

1Ⅰ图示两质量m1m2物块AB分系条跨定滑轮软绳两端已知m1＞m2现利装置验证机械守恒定律
（1）选定物块A静止开始落程进行测量需测量物理量
（答题卡应区域填入选项前编号）
①物块质量m1m2
②物块A落距离落段距离时间
③物块B升距离升段距离时间
④绳子长度
（2）提高实验结果准确程度某组学实验提出建议：
①绳质量轻：
②轻质绳前提绳子越长越
③量保证物块竖直方运动摇晃
④两物块质量差
建议中确实提高准确程度作 （答题卡应区域填入选项前编号）
（3）写出条面没提提高实验结果准确程度益建议
Ⅱ直流电压表量程1 V阻1 000Ω现阻值5000~7000Ω间固定电阻R1电压表串联扩电压表量程求扩量程准确值定直流电源（电动势E6~7 V阻忽略计）阻值R22000Ω固定电阻两单刀开关S1S2干线
（1）达述目答题卡应图连成完整实验电路图
（2）连线完成S1S2均闭合时电压表示数090 VS1闭合S2断开时电压表示数070 V计算出改装电压表量程 V电源电动势
V
解析：Ⅰ（1）①②①③
（2）①③
（3）例：高度进行次测量取均值选取受力相伸长量绳等等
Ⅱ（1）连线图
（2）7 63







2（1）某学螺旋测微器测量铜丝直径测微器示数图示该铜丝直径 mm

（2）右图电学实验实物连线图该实验测量特测电阻Rx阻值（约500Ω）图中两电压表量程相阻实验步骤：







①调节电阻箱阻值R0测电阻阻值接滑动变阻器滑动头调右端
②合开关S
③滑动变阻器滑动头左端滑动两电压表指针具明显偏转
④记两电压表读数U1U2
⑤次改变滑动变阻器滑动头位置记组读数U1U2
⑥求Rx均值
回答列问题：
（Ⅰ）根实物连线图虚线框画出实验电路原理图中电阻箱符号
滑动变阻器符号余器材通符号表示








（Ⅱ）计电压表阻影响U1U2R0表示Rx公式
（Ⅲ）考虑电压表阻影响U1U2R0　阻r1阻r2表示Rx公式

答案：（1）4593(45924594样分)
（2）（Ⅰ）电路原理图图示
（Ⅱ）


（Ⅲ）
解析：（1）螺旋测微器固定刻度部分读数45mm动刻度部分读数0093mm测铜丝直径4593mm
（2）计电压表阻根串联分压原理：
（3）考电压表阻影响R０Rｖ１联电阻RｘＲｖ２联电阻串联分压：解：
3图示两质量m1m2物块AB分系条跨定滑轮软绳两端已知m1＞m2现利装置验证机械守恒定律



（1）选定物块A静止开始落程中进行测量需测量物理量_________
①物块质量m1m2
②物块A落距离落段距离时间
③物块B落距离落段距离时间
④绳子长度
（2）提高实验结果准确程度某组学实验提出建议：
①绳质量轻
②轻质绳前提绳子越长越
③量保证物块竖直方运动摇晃
④两物块质量差
建议中确实提高准确程度作_________
（3）写出条面没提提高实验结果准确程度益建议：______________________________________________________________________________
答案：(1) ①②①③（2）①③（3）例：高度进行次测量取均值 选取受力相伸长量绳子等等
解析：（1）通连结起AB两物体验证机械守恒定律验证系统势变化动变化否相等AB连结起A降距离定等B升距离AB速度总相等需测量绳子长度B升距离时间（2）果绳子质量忽略AB组成系统势部分转化绳子动验证机械守恒定律带误差物块摇摆两物体速度差计算系统动带误差绳子长度两物块质量差应相（3）次取均值减少测量误差绳子伸长量量减少测量高度准确度
4单摆测重力加速度实验中
（1）某学操作步骤：
a．取根细线端系住直径d金属球端固定铁架台
b．米尺量细线长度l
c．摆线偏离竖直方5°位置释放球
d．秒表记录球完成n次全振动总时间t周期T＝tn
e．公式计算重力加速度
述方法出重力加速度值实际值相＿＿＿（选填偏相偏）
（2）已知单摆意摆角θ时周期公式似式中T0摆角趋0°时周期a常数图法验证该关系式需测量　物理量＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿某学实验中图示图线图中横轴表示＿＿＿＿＿＿


答案：（1）偏（2）T′（tn）θ T′
解析：单摆摆长摆线长度球半径该学偏摆长代入公式计算重力加速度测量值偏实际值验证该关系式需测量单摆意摆角θ时周期T′根公式图函数关系式推导摆角θ0时横轴截距T0
5某实验组采图示装置探究动定理图中车中放置砝码实验中车碰制动装置时钩码尚未达面点针时器工作频率50 Hz．

（1）实验部分步骤：
①车中放入砝码纸带穿点计时器连车端细线连接车钩码
②车停点计时器附 车拖动纸带点计时器纸带列点
③改变钩码车中砝码数量更换纸带重复②操作
（2）图钩码质量003 kg砝码质量002 kg时条纸带纸带选择起始点0ABCDE五计数点获计数点0距离5应时刻车瞬时速度v请C点测量结果填表1中相应位置．



（3）车运动程中钩码砝码车组成系统 做正功 做负功．
（4）实验组根实验数绘出图中图线（中Δv2v2v20）根图线获结 ．验证动定理需测量物理量摩擦力 ．










表1纸带测量结果
测量点
Scm
r(m·s1)
0
000
035
A
151
040
B
320
045
C


D
715
054
E
941
060

答案：（1）②接通电源释放车 断开开关
（2）5．06 0．49 （3）钩砝重力 车受摩擦阻力
（4）车初末速度方差位移成正 车质量


1． 竖直放置立柱端电磁铁通电时球吸电磁铁断电时球落计时装置开始计时．立柱移动光电门．球光电门时光电计时装置测出球初始位置光电门 时间t刻度尺测出电磁铁光电门距离s．探究落体位移s落时间t关系．
（1）设计记录实验数表格
（2）达实验目猜想位移s___ 成正 成正……根猜想达实验目应处理实验数？

2 验证碰撞中动量守恒实验中利图示实验装置需验证表达式m
1*OM＝m1*ON＋m2*OP 实验器材中未天学认需提供器材点计时器纸带胶带光滑定滑轮低压交流电源柔软细线等图帮助完成请探究实验完成？










观察
次数
时刻
磅 秤
读数（N）
1
t1
449
2
t2
450
3
t3
450
4
t4
549
5
t5
550
6
t6
551

7
t7
551
3． 某学生想解居住高楼电梯运行致规律设计利称体重磅秤进行测量研究方案：
①磅秤放电梯板站磅秤请两位学协助观察磅秤示数变化情况记录电梯运行时时刻磅秤示数
②两位学机记录7数列表．知记录时刻先表格数次序排列相应标明t1t2……t7（记录时电梯作稳运动）
③实验数进行分析研究解电梯运行情况粗略测定电梯加速度

思考回答列问题：
（1）测量时该学生受重力__________（填变变变）[源学科网ZXXK]
（2）果先记录较示数记录较示数记录时电梯相应运动（ ）
A．先加速降减速降
B．先减速降匀速降
C．先匀速升减速升
D．先减速升加速升
（3）果电梯运行程中历匀加速匀速匀减速三程两位学记录数知处运动阶段电梯加速度值（ ）
A．10ms2 B．182ms2
C．222ms2 D．250ms2
（4） 部电梯运行时加速度设定果知道该高楼电梯加速度需测定物理量______________．


4 探究课赵明李青两位学分设计甲乙两图示电子秤器材相电源电动势E阻计变电阻长L电阻R弹簧导电劲度系数k电阻计连接甲图中电压表导线伸缩测量时指针P均a处(图中虚线示)电压表示数称重力应便成电子秤(1)称重时甲乙两图中电压表示数分？(2)分写出应甲乙两种设计称重力G电压表示数uEkL关系式(3)较甲乙两电路较？什？(4)设想两种设计电子秤测重力时出现问题(
提出问题必解答)？



5 电压表电流表测电池电动势阻实验时般新电池旧电池进行实验原：旧电池阻较新电池阻实验时电压表读数变化影响测量值精确性．果较精确测量节新电池阻定器材导线完成实验．
（1）连线方法仪器连成电路．
（2）写出实验出新电池阻r表达式说明字符物理含义．
+





6 右图中P根表面均匀镀层薄电阻膜长陶瓷（碳膜布满圆柱体侧面）长度约50cm外径约6cm电阻膜材料电阻率已知ρ两端导电箍MN该电阻长度陶瓷长度截面积作等膜厚度圆周长积现器材：A米尺B游标卡尺C螺旋测微器D电压表E电流表F电池组G滑动变阻器H电阻箱I电键导线请设计测量该电阻膜厚度d实验方案
①须选器材：__________________（填器材前字母）
②须测量物理量：_____ _____ _____ _____
③根实验测数计算电阻膜厚度d数学表达式：d_____________
④左图方框中画出实验电路图（MN间电阻膜电阻约十ｋΩ滑动变阻器总阻值50Ω）右图中实物电路图连接起（３根导线已连改动）
M
N
P
mA
V





7 实验室器材
电流表A1满偏电流约500μA（刻度刻度值）阻约600Ω
电流表A2量程0～300μA电阻RA2 1000Ω
电流表A3量程0～1mA电阻RA3 100Ω
电压表V：量程0～15V阻13kΩ
定值电阻R0阻值R01kΩ
滑动变阻器R阻值5Ω额定电流2A
电池：电动势3V阻计
电键导线干

求设计电路测组实验数较精确测出A1表阻rg满偏电流Ig
方框画出测量电路图注明元件符号
应读取物理量_____________________
物理量表示A1表满偏电流表达式Ig__________A1表阻表达式rg_______










8 某学资料发现弹簧振子周期公式弹簧弹性势公式（式中k弹簧劲度系数m振子质量x弹簧形变量）验证弹簧弹性势公式设计图甲示实验：轻弹簧端固定水光滑木板端端连接质量M滑块滑块竖直固定挡光条挡光条挡住光源A发出细光束时传感器B接收光线产生电信号输入电脑电脑动处理形成脉电压波形开始时滑块静止衡位置恰挡住细光束木板端弹簧枪发射出质量m速度v0弹丸弹丸击中木块留木块中起做简谐振动
⑴系统振动程中具动Ek＝ 　  　 
⑵系统振动程中电脑形成脉电压波形图乙示图知该系统振动周期：T＝　　  　  　 
⑶果测出滑块振动振幅A周期设T利资料提供两公式结合实验中出已知条件求出系统振动程中弹簧弹性势：
Ep＝　 　 　 　 　 　　
通实验根机械守恒发现Ek＝Ep验证弹簧弹性势公式正确性
B
A
v0
甲









u
t
T0
2T0
3T0
乙
O









1答案：（1）表格：（2分）
位置
1
2
3
4
5
6
ts






sm







（2）t t2 （空1分）处理方法：尝试作出s—t图否直线作出s—t2图
解析：（1）实验探究目寻求落体位移s落时间t关系设计表格必须具备两项时应注意实验精确性设计表格：
位置
1
2
3
4
5
6
ts






sm






（2）达实验目猜想位移stt2成正尝试作出s—t图否直线作出s—t2图

2 答案：利纸带数分析m1带动m2加速度a 牛顿第二定律：
a＝
解
m1*OM＝m1*ON＋m2*OP
m1(OM－ON)＝m2*OP
验证表达式变
(g＋a) * (OM－ON)＝(g－a) *OP


3答案：（1）变 （2）AD （3）ABC 　（4）某学生质量
解析：（1）超重失重物体重力均发生变化
（2）磅秤示数变化说明电梯匀速运动排BC选项该学生体重磅秤示数关系确定电梯超重失重两种选项AD正确
（3）取表中数计算判断ABC均D项
（4）需测定该学生质量




4答案：(1)甲：0乙：E
(2)甲：GkLE乙：GkL(EU)E
(3)甲重力电压表示数成正表刻度均匀
(4)重力太读出重力太超出量程
解析：图出着重力增加弹簧缩短带着指针移电路发生变化电压表读数相应变化电压表读数知道重力
甲图电压表测量ap电阻间电压U1U1：Ex1：LG1kx1
乙图电压表测量bp电阻间电压U2U2：E(Lx2)：LG2kx2


（2）新电池阻表达式
式中U1U2I1I2分滑线变阻器阻值改变时电压表电流表应读数R0接入电路电阻箱阻值（值直接电阻箱读出般殴姆）
解析：新电池阻较便较准确测量需新电池串联已知阻值电阻然测量旧电池方法测量实验中已知阻值电阻电阻箱代

6答案：①ABDEFGI
②MN间距离L外径D电流I电压U
③
④接分压
解析：根设计原理首先需测量膜电阻应选择器材DEFGI次电阻定律求解膜厚度d需测出膜长度直径选择器材AB题须选器材ABDEFGI
须测量物理量MN间距离L外径D电流I电压U
欧姆定律电阻定律膜截面积计算公式列出三式联立求解出膜厚度：
测膜电阻较应电流表接法考虑实验精确性安全性求滑动变阻器宜选分压式接法


7答案： ①电流表A1刻度总格数N
电流表指针指n格时电流表A2读数I2电流表A3读数I3
②
③





解析：求测组实验数滑动变阻器应该分压式接法测电阻较电流表该外接





测电流表A1满偏电压太低（Igrg＝03V）题中定电压表精度满足求已知阻值电流表代电压表功综合考虑方面求设计电路图示中定值电阻R0起保护作
应读取物理量电流表A1刻度总格数N电流表指针指n格时电流表A2读数I2电流表A3读数I3
电流表A1指针偏转n格时流电流（I3－I2）满偏N格时电流
欧姆定律知A1表阻



8答案：（1）
（2）2T0　
（3）　
解析（1）弹丸击中滑块留滑块中滑块起做简谐振动碰撞程动量守恒
振动系统动
联立解
（2）振子衡位置开始完成次全振动需衡位置两次产生两脉电压乙图知系统振动周期
（3）资料提供公式系统周期
系统弹性势
联立两式解


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