2024年高考考前20天终极冲刺攻略 物理(四)(含解析)

2024年高考考前20天终极冲刺攻略 物理(四)
目 录 contents
(四)
力学实验 3
电学实验 30
选择题快解技巧 61
计算题的答题策略与规范 81
考前押题最后一卷 114
力学实验
近3年考情分析
考点内容 等级要求 考题统计
2023年 2022年 2021年
常用测量仪器的读数 II 福建卷T10,河北卷T11,广东卷T11,重庆卷T11,新课标卷T10 福建卷T9,北京卷T16,天津卷T9,江苏卷T11,浙江卷T17 福建卷T11和T12,北京卷T15,天津卷T9,江苏卷T11,湖北卷T12,湖南卷T11,海南卷T15,甲卷
纸带、频闪照片及光电门类实验 II 福建卷T10,天津卷T9、河北卷T11,乙卷T9 北京卷T16,辽宁卷T12,广东卷、 河北卷T12,江苏卷T11,山东卷T13,湖南卷T11,海南卷T15
弹簧、橡皮类实验 II 湖南卷T11 河北卷T11,浙江卷T17,湖南卷T11, 广东卷T11
平抛类实验 II 北京卷T17,浙江卷T16 福建卷T11,天津卷T9,海南卷T13, 北京卷T15、乙卷T9,
含斜面小车类实验 II 辽宁卷T11, 浙江卷T17 福建卷T10
探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系 I 浙江卷(1月)17题
力学创新实验 II 福建卷T10,天津卷T9,湖北卷T11,湖南卷T11, 北京卷T16,辽宁卷T12,山东卷T13,湖北卷T12,广东卷T11,重庆卷T12,乙卷T9,甲卷T10, 河北卷T12,辽宁卷T11,山东卷T13,湖南卷T11,
力学实验是全国各省必考的题型之一,近3年来,几乎所有试卷均有考察。其中测量类实验考察次数最多,含纸带、频闪照片及光电门类创新实验也受各省青睐。新高考加入的探究向心力大小与半径和质量的关系实验属于冷门实验,去年也出现在考题中,各省也会慢慢加入考查行列,考生也需要引起重视。本实验在高考中分值在6~10分。
福建卷:近3年来,福建卷2021年和2023年均出现长度测量类实验,并在2023年出现了含光电门求摩擦因数的创新型实验。预测今年将出现含弹簧、橡皮类实验,探究互成角度的二个力的合成规律实验。
北京卷:近3年来,北京卷每年考查的内容均不相同,预测今年有较大概率考察含弹簧、橡皮类实验,有较大概率考察探究弹簧弹力与弹簧形变量创新类实验。
天津卷:近3年来,天津卷2021年和2022年均考查了测量类实验,预测今年有可能考察含斜面类的验证类实验。
河北卷:近3年来,河北卷有2年考察了测量类实验、2年考察含光电门类创新类实验。预测今年有较大概率考察含小车类验证类实验或平抛运动类验证类实验。
辽宁卷:近3年来,辽宁卷所考的力学实验都与运动类相关的实验,预测今年将考查与平抛运动类相关的实验。
江苏卷:近3年来,江苏均力学实验考查了2次,均包含了常有测量仪器的读数,预测今年有可能考查螺旋测微器测量导线直径的电学实验。
浙江卷:近3年来,浙江卷2次考察探究类实验,1次考察验证类实验。预测今年将考查含频闪照片类与小车相结合类的验证类实验。
山东卷:近3年来,山东卷考察过含光电门类创新实验和验证机械能守恒的创新实验。预测今年将考查含平抛运动类验证类的创新类实验。
湖北卷:近3年来,湖北卷所考实验都是创新类实验。预测今年必将考查预测类实验,有较大概率考察验证互成角度二力的合成规律。
湖南卷:近3年来,湖南卷有2次考察含弹簧类的实验。预测今年有较大概率考察含弹簧类的探究类实验。
广东卷:近3年来,有2次考察力学实验,1次光学实验。预测今年会再次考查力学实验。
海南卷:近3年来,海南卷有2次考察力学实验,1次考察光学实验,预测今年会再次考查力学实验。
湖南卷:近3年来,湖南卷有2次考查创新类实验。预测今年有可能结合光电门考查测量类实验。
甲卷:近3年来,甲卷均考查运动类实验,预测今年将考查非运动类实验,有较大可能考察含弹簧类的验证类实验。
乙卷:近3年来,乙卷已考察平抛运动类、弹簧类实验,预测今年将考查含斜面小车类实验验证类实验。
一、常用测量仪器的读数
1.常用实验仪器的读数
(1)毫米刻度尺的读数:精确到毫米,估读一位。
(2)游标卡尺的读数
游标尺 测量结果(游标尺上第n个刻度线与主尺上的某刻度线对齐时)/mm
刻度格数 刻度总长度/mm 每小格与1毫米的差值/mm 精确度/ mm
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数+0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数+0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02n
(3)螺旋测微器的读数:测量值=固定刻度整毫米数+0.5 mm(判断半毫米刻度线是否露出)+可动刻度读数(含估读)×0.01 mm。
二、纸带、频闪照片及光电门类实验
1.纸带类实验的一般类型
测量重力加速度 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 验证机械能守恒定律
图示
说明 “纸带”类实验三个关键点: (1)区分计时点和计数点:计时点是指打点计时器在纸带上打下的点,计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点法是一样的; (2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源,打点稳定后,再释放纸带; (3)实验数据处理可借助图像,充分利用图像斜率、截距等的物理意义
注:(1)纸带记录的信息:①两点之间的时间间隔;②两点之间研究对象的位移。
(2)频闪照片的数据处理方法同纸带类似。
(3)光电门中遮光板宽度除以遮光时间即为研究对象在遮光过程的平均速度,因为遮光时间一般较短,所以此速度可看作此过程某一时刻的瞬时速度。
(4)实验中需要测量速度或加速度时,往往需要用到打点计时器或频闪照相或光电门。
2.纸带或频闪照片的处理方法
3.相关实验的几个注意事项
(1)探究物体加速度与物体受力、物体质量关系的实验中,补偿阻力的方法是垫高有打点计时器的一端,接通电源,给小车一个初速度,使小车能匀速下滑。另外,小车在长木板上做匀加速直线运动时,绳上的拉力并不等于悬挂物的重力,只有当M车 m挂时,绳上的拉力才近似等于悬挂物的重力。如果绳上连接着力传感器或测力计,则可直接读出绳上的拉力,不要求M车 m挂。
(2)
三、“弹簧、橡皮条”类实验
1.实验类型
实验 探究弹簧弹力和形变量的关系 探究两个互成角度的力的合成规律
图示
注意事项 (1)实验中不能挂过多的钩码,防止弹簧超过弹性限度; (2)画图像时,不要连成“折线”,而应让尽量多的数据点坐落在直线上或均匀分布在直线两侧 (1)每次拉伸后结点O的位置必须保持不变; (2)记下每次各力的大小和方向; (3)画力的图示时应选择适当的标度
注:(1)验证动量守恒定律和一些创新性实验也可能用到弹簧或橡皮条。
(2)进行“弹簧、橡皮条”类实验时注意不要超过弹簧或橡皮条的弹性限度。
2.“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验的两点注意
(1)对“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验题目,不要忽视弹簧自身重力对实验的影响,若实验时弹簧竖直悬挂,形变量应是总长度减去弹簧不挂钩码时竖直悬挂的长度,而不是减去水平放置时的长度。
(2)F x和F l图线的特点(x为弹簧形变量,l为弹簧长度)
①F x图线为一条过原点的直线,而F l图线为一条倾斜直线,但不过原点,在l轴上的截距表示弹簧的原长。
②F x图线和F l图线的斜率均表示弹簧的劲度系数。
③F x图线和F l图线发生弯曲的原因是弹簧超出了弹性限度。
3.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的基本思路
在误差允许的范围内,保证两个力的作用效果同第三个力的作用效果相同。
四、平抛类实验
1.在“探究平抛运动的特点”实验、“验证动量守恒定律”实验中,以及一些创新性实验的步骤中涉及平抛运动过程的实验中,涉及平抛运动过程的处理方法是正交分解,水平方向按匀速直线运动的规律处理,竖直方向按自由落体运动的规律处理。
2.“探究平抛运动的特点”实验的操作关键
(1)应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触。
(2)小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下,斜槽的粗糙程度对该实验没有影响,在斜槽上释放小钢球的高度应适当,使小钢球以合适的水平初速度抛出。
(3)坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点。
3.验证动量守恒定律的四种常用方案
实验 利用气垫导轨完成一维碰撞实验 用两摆球碰撞验证动量守恒定律 在光滑桌面上两车碰撞验证动量守恒定律 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
装置
测量值 滑块速度的测量v= 摆球速度的测量v= 小车速度的测量v= 速度与平抛运动的水平位移成正比
五、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
1.本实验应用的探究方法是控制变量法
(1)控制两物体的质量和转动半径相同,探究向心力大小与转动角速度的定量关系。
(2)控制两物体的质量和转动角速度相同,探究向心力大小与转动半径的定量关系。
(3)控制两物体的转动半径和角速度相同,探究向心力大小与物体质量的定量关系。
2.实验误差分析
(1)污渍、生锈等使小球的质量、转动半径变化,带来的误差。
(2)仪器不水平带来的误差。
(3)标尺读数不准带来的误差。
(4)皮带打滑带来的误差。
3.用图像法判断一个量和另一个量是否成正比时,应画出这两个物理量间的关系图像,在误差允许的范围内,若图像为一条过原点的直线,则说明这两个物理量成正比;图像法判断一个量和另一个量是否成反比时,不应画这两个物理量间的关系图像,而应画一个量和另一个量的倒数的图像,在误差允许的范围内,若图像为一条过原点的直线,则说明这两个物理量成反比。
六、力学创新实验
1.创新实验的特点及求解的基本思路
创新实验涉及实验仪器和原理的创新、实验方案和方法的创新,此类实验题要用“已有的知识”“学过的实验方法”“已会用的仪器”,通过知识迁移和能力迁移,进行解答。
求解创新设计类实验的基本思路
2.测定动摩擦因数的实验类型
实验方法 创新思维 实验原理
将研究运动物体转化为研究静止物体 利用F弹=Ff=μFN求μ
让物块先做加速运动,当重物掉到地面上之后物块做匀减速直线运动 减速运动中,利用逐差法求加速度,利用 F=μmg=ma进一步求μ
将动摩擦因数的测量转化为角度和加速度的测量 利用a=g sin θ-μg cos θ求μ(a通过逐差法求解)
将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量 利用v-v=2as求加速度,再利用动力学知识得到μ=
将动摩擦因数的测量转化为速度的测量,并营造多过程切入水平滑动情景 A→B的末速度由B处的光电门测出;C→D过程中,物块Q做平抛运动;B→C过程中,只有摩擦力对物块Q做功,利用 Wf=-μmgL=EkC-EkB,进一步求μ
【典例1】(2023·福建·高考真题)某小组用图(a)所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有:绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下:
(1)将绒布平铺并固定在木板上,然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L;
(2)用游标卡尺测量挡光片宽度d,示数如图(b)所示。该挡光片宽度
(3)调节并记录木板与水平面的夹角,让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和,求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得,则 (结果保留3位有效数字)
(4)推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式,可得 (用L、、、和重力加速度大小g表示),利用所得实验数据计算出值;
(5)改变进行多次实验,获得与对应的,并在坐标纸上作出关系图像,如图(c)所示;
(6)根据上述实验,在误差允许范围内,可以得到的结论为 。
【答案】 5.25 1.00 斜面倾角对动摩擦因数没有影响
【详解】(2)[1]该挡光片宽度d=5mm+5×0.05mm=5.25mm
(3)[2]根据时间极短的平均速度近似等于瞬时速度,挡光片经过光电门A的速度
(4)[3]挡光片依次经过光电门A和B,由动能定理可得
解得
(5)[4]根据图像可知,动摩擦因数并不随角度的变化而发生变化,所以可以得到的结论为斜面倾角对动摩擦因数没有影响。
【典例2】(2023·河北·高考真题)某实验小组利用图装置测量重力加速度。摆线上端固定在点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。(多选)
A.小钢球摆动平面应与光电门形平面垂直 B.应在小钢球自然下垂时测量摆线长度
C.小钢球可以换成较轻的橡胶球 D.应无初速度、小摆角释放小钢球
(2)组装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度,用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图,小钢球直径 ,记摆长。
(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期,并作出图像,如图。
根据图线斜率可计算重力加速度 (保留3位有效数字,取9.87)。
(4)若将摆线长度误认为摆长,仍用上述图像法处理数据,得到的重力加速度值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ABD 20.035/20.036/20.034 9.87 不变
【详解】(1)[1]A.使用光电门测量时,光电门形平面与被测物体的运动方向垂直是光电门使用的基本要求,故A正确;
B.测量摆线长度时,要保证绳子处于伸直状态,故B正确;
C.单摆是一个理想化模型,若采用质量较轻的橡胶球,空气阻力对摆球运动的影响较大,故C错误;
D.无初速度、小摆角释放的目的是保持摆球在竖直平面内运动,不形成圆锥摆,且单摆只有在摆角很小的情况下才可视为简谐运动,使用计算单摆的周期,故D正确。
故选ABD。
(2)[2]小钢球直径为
(3)[3]单摆周期公式
整理得
由图像知图线的斜率
解得
(4)[4]若将摆线长度误认为摆长,有
则得到的图线为
仍用上述图像法处理数据,图线斜率不变,仍为,故得到的重力加速度值不变。
【典例3】(2023·天津·高考真题)某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为 ;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了 ,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为 ;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于 ,可认为该系统机械能守恒。
【答案】
【详解】(1)[1]小车通过光电门时的速度为
(2)[2]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统动能增加量为
(3)[4]改变l,做多组实验,做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像,若机械能守恒成立有
整理有
可知,若图中直线的斜率近似等于,可认为该系统机械能守恒。
【典例4】(2023·北京·高考真题)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是 (填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做 运动;根据 ,可判断A球水平方向做匀速直线运动。

(3)某同学使小球从高度为的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的 个位置。
(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他在频闪照片中,以某位置为坐标原点,沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向,建立直角坐标系,并测量出另外两个位置的坐标值、,如图3所示。根据平抛运动规律,利用运动的合成与分解的方法,可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为 。

【答案】 ABD 自由落体运动 A球相邻两位置水平距离相等 10
【详解】(1)[1]A.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响,A正确;
B.本实验需要借助重垂线确定竖直方向,B正确;
CD.实验过程先打开频闪仪,再水平抛出小球,C错误,D正确。
故选ABD。
(2)[2][3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可以判断出A球竖直方向做自由落体运动;根据A球相邻两位置水平距离相等,可以判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)[4]小球从高度为0.8m的桌面水平抛出,根据运动学公式,解得
频闪仪每秒频闪25次,频闪周期
故最多可以得到小球在空中运动个数为
(4)[5]如图、分别表示水平和竖直方向,设重垂线方向与y轴间的夹角为,建立坐标系存在两种情况,如图所示

当建立的坐标系为、时,则x轴方向做匀减速运动,根据逐差法计算加速度有
y轴方向在
联立解得
当建立的坐标系为、时,则x轴方向做匀加速运动,根据逐差法计算加速度有
y轴方向在
联立解得
综上所述,重垂线方向与y轴间夹角的正切值为
【典例5】(2023·浙江·高考真题)如图所示,某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂,探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码,静止时指针所指刻度、的数据如表。
钩码个数 0 1 2 …
xA/cm 7.75 8.53 9.30 …
xB/cm 16.45 18.52 20.60 …
钩码个数为1时,弹簧A的伸长量 cm,弹簧B的伸长量 cm,两根弹簧弹性势能的增加量 (选填“=”、“<”或“>”)。
【答案】 0.78 1.29 <
【详解】[1]钩码个数为1时,弹簧A的伸长量
[2]弹簧B的伸长量
[3]根据系统机械能守恒定律可知两根弹簧的重力势能减少量等于弹簧增加的弹性势能和空气阻力的热能
预测1.(2024·广东揭阳·二模)某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示,轨道上的B点固定一光电门,将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码,平衡摩擦力后在A点由静止释放小车,测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。
(1)在该实验中,下列说法正确的是____________。
A.要用天平称量小车的质量
B.每次改变钩码的个数,都需要测量钩码的总质量
C.调节滑轮的高度,使细线与轨道平行
D.A、B之间的距离尽可能小些
(2)若挡光片的宽度为d,挡光片与光电门的距离为L,d<预测2.(2024·重庆·二模)某款智能电动水枪有三种发射模式(散射、直线连续喷射和脉冲式),深受玩家的青睐。某同学想测定后两种模式下水枪的发射速度,如图甲,将该水枪水平固定在铁架台上,在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板,使O点位于枪口处,轴与枪口在同一水平线上,操作步骤如下(取10m/s2):
(1)选择直线连续喷射模式并按压扳机,在空中形成一条连续的细水柱曲线,用手机拍照,得到如图乙所示的轨迹图像,根据图中轨迹可得初速度 m/s。(结果保留一位小数)。
(2)改用脉冲式发射模式,每次发射都射出一个“水弹”(很短的小水柱),测出枪口的高度及“水弹”的射程。改变水枪高度,多次实验,并作出枪口竖直高度()与水平射程平方()关系图线如图丙。由图可求得该模式下水枪发射“水弹”的初速度大小为 m/s。
(3)如果水枪并不完全水平,而是枪口略向下偏,则根据图丙中数据测出的初速度相对实际值 (选填“偏大”“相等”或“偏小”)。
预测3.(2024·安徽池州·二模)某学习小组的同学在实验室用如图1所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端,同时由力传感器连接到计算机,得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像,如图2所示。
(1)用螺旋测微器测量摆球的直径,为了使读数更精确,对螺旋测微器进行了改进,在螺旋测微器固定刻度的上半部刻了 10个等分刻度,固定刻度的“横线”是10等分刻度的“0”刻度线,这10个刻度的总长度与可动刻度最左端的9个刻度的总长度相等。其测量结果如图3所示,图中螺旋测微器测出的摆球的直径为 mm。
(2)小组成员在实验过程中有下列说法,其中正确的是 和 (填正确答案标号)。
A.对于摆球的选择,可以是铁球,也可以是塑料球
B.单摆偏离平衡位置的最大角度最好控制在以内
C.由图2可知,单摆的周期为
D.如果用悬线的长度作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
(3)为减小实验误差,多次改变摆长L,测量对应的单摆周期T,用多组实验数据绘制图像如图4所示。由图可知重力加速度大小为 (用图中T1、T2、L1、L2表示)。
预测4.(2024·全国·二模)某实验小组利用如图甲装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。图中直径为D的水平圆盘可绕竖直中心轴转动,盘边缘侧面上有很小一段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来,从而记录反光时间。长为的细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力,用游标卡尺测量反光材料的长度。实验小组采取了下列实验步骤:
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量和旋转半径保持不变,某次记录的反光时间为,则角速度 ;
(2)以为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示的直线,图线的斜率为,则滑块的质是为 (结果用字母表示);图线不过坐标原点的原因是 。
预测5.(2024·河北秦皇岛·模拟预测)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计。
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①用天平分别测出物块A、B的质量4m0和3m0(A的质量含遮光片)。
②用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示,则遮光条的宽度d= cm。
③将重物A,B用轻绳按图甲所示连接,跨放在轻质定滑轮上,一同学用手托住重物B,另一同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为 t,则此时重物B速度vB= (用d、 t表示)。
(2)要验证系统(重物A,B)的机械能守恒,应满足的关系式为: (用重力加速度g、 t、d和h表示)。
押题1.实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时,用图甲所示的装置来进行;由水平放置的气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门A、B之间的距离L以及遮光片的宽度d,遮光片通过光电门A、B的时间tA、tB可通过计时器(图中未标出)分别读出,滑块质量为M,钩码的质量为m,打开气垫导轨的气源,让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动,重力加速度为g,回答下列问题:
(1)滑块的加速度a= (用L、tA、tB、d来表示)。
(2)保持钩码的质量m不变,改变滑块的质量M,且满足m远小于M,得出不同的M对应的加速度a,描绘出a-M函数关系图像如图乙,若图中标为阴影的两矩形的面积相等,则a与M成 (填“正比”或“反比”)。
(3)撤去光电门A,保持滑块的质量M不变,改变钩码的质量m,且满足m远小于M,滑块每次都从气垫导轨右边距光电门B为x的同一位置由静止释放,遮光片通过光电门B的时间为t,为了能更直观地看出滑块的加速度与所受合力的关系,应作出 (选填“”“”或“”)图像,若该图像的斜率为k,已知当地的重力加速度大小为g,则滑块的质量M= (用k、d、g、x表示)。
押题2. 某同学利用钩码和刻度尺研究一橡皮筋所受弹力与其伸长量之间的关系。
(1)如图甲,先将橡皮筋的一端固定在铁架台上,橡皮筋的另一端系一轻质挂钩和指针。
(2)在挂钩上逐个挂上单个质量为10g的钩码,并记录下指针所对应的刻度,为所挂钩码数量1~6个时指针所对应刻度,为不挂钩码时指针所对应刻度。记录如下表:
代表符号
数值(cm) 17.35 19.35 21.30 23.42 25.34 27.40 29.36
0 2.00 3.95 6.07 7.99 10.05 12.01
(3)根据测量数据作出图,如图乙。
(4)由图像可得该橡皮筋的劲度系数 N/m(结果保留两位有效数字,)。
(5)由图像,可以得出的结论是 。
(6)若考虑挂钩和指针,本实验测得橡皮筋的劲度系数比真实值 (选填“偏小”“偏大”或“相等”)。
押题3. 某同学使用了如图甲所示的装置,探究动能定理。
(1)用螺旋测微器测量遮光片厚度如图乙所示,则遮光片厚度d= mm。
(2)本实验根据实验要求平衡了摩擦力,且满足沙和桶的总质量远小于物块(包括遮光片)的质量。若遮光片宽度是d,沙与桶的质量是m,将物块拉至与光电门B的距离为s的A点,由静止释放,物块通过光电门时遮光片的遮光时间为t,改变沙与桶的质量m,重复上述实验(保持s不变)。根据实验数据画出图象,如图丙所示。图象的横坐标是m,则图象的纵坐标是 ;若图线的斜率为k,重力加速度为g,则物块的质量M= 。
押题4. 某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系,设计了如图甲所示的实验装置,转轴MN由小电机带动,转速可调,固定在转轴上O点的力传感器通过轻绳连接一质量为m的小球,一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球,保证小球在水平面内转动,直杆最外边插一小遮光片P,小球每转一周遮光片P通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间,某次实验操作如下:
(1)用螺旋测微器测量遮光片P的宽度d,测量结果如图乙所示,则 mm。
(2)如图甲所示,安装好实验装置,用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为,测量小球球心到转轴O点的距离记为。开动电动机,让小球转动起来,某次遮光片通过光电门时光电门计时为t,则小球此时的角速度等于 。(用字母d、t、、中的部分字母表示)
(3)验证向心力与半径关系时,让电动机匀速转动,遮光片P每次通过光电门的时间相同,调节小球球心到转轴O点的距离的长度,测出每一个的长度以及其对应的力传感器的读数F,得出多组数据,画出的关系图像应该为 。
(4)验证向心力与角速度关系时让小球球心到转轴O点距离不变,调节电动机转速,遮光片P每次通过光电门的时间不同,记录某次挡光时间t同时记录此时力传感器的读数F,得出多组F与t的数据,为了准确验证小球所受向心力F与角速度ω的关系,利用实验测量应画 (选填“”“”“”或“”)关系图。
押题5. 实验小组采用如图所示的装置进行了弹性碰撞的实验验证。
a.在木板表面先后钉上白纸和复印纸,并将木板紧贴槽口竖直放置,使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
b.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球A从原固定点C由静止释放,撞到木板上留下痕迹;
c.把半径相同的小球B(质量小于小球A)静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球A仍从原固定点C由静止释放,与小球B相碰后,两球撞在木板上留下痕迹;
d.M、P、N三点为球撞到木板上留下的痕迹,用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为。
已知放小球B之前,小球A落在图中的P点,则小球A和B发生碰撞后,球A的落点是图中的 点,球B的落点是图中的 点。若两球发生的是弹性碰撞,应满足的表达式为 。
预测1.(1)C (2)
【详解】(1)A.探究“小车的加速度与外力关系”时,只要保持小车质量不变即可,没有必要测量其质量。故A错误;
B.本题直接从力传感器上读出绳子拉力的大小,不需要测量钩码质量。故B错误;
C.要使绳子的拉力等于小车受到的合外力,则要使细线与轨道平行。故C正确;
D.A、B之间的距离尽可能大些,可以减小测量误差。故D错误。
故选C。
(2)[1]小车通过光电门时的速度大小为
[2]根据
解得小车的加速度大小为
预测2.(1)5.0 (2) (3)偏小
【详解】(1)在图乙中选点x=1.0m,y=0.2m,根据平抛运动的规律,有
代入数据解得
(2)由平抛运动的规律,有
消去t可得
在图丙中的斜率即为,即
可解得
(3)若枪口略向下偏,枪口高度y不变,而射程x偏小,则计算用的图像斜率偏大,根据,则计算出的初速度偏小。
预测3.(1)17.283/17.284 (2)BC (3)
【详解】(1)由图可读出为
(2)A.单摆在摆动过程中阻力要尽量小甚至忽略不计,所以摆球选铁球,A错误;
B.单摆摆动时,对摆角的大小有要求,摆角的大小不超过5°,B正确;
C.F最大值为摆球经过最低点的时刻,相邻两次时间间隔为,则,C正确;
D.由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式
用悬线的长度作为摆长,则摆长偏小,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小,D错误。
故选BC。
(3)由周期公式,变形得
图像的斜率为
解得
预测4.(1) (2) 滑块受到摩擦力的作用
【详解】(1)根据控制变量法,为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块的质量和旋转半径不变;物体转动的线速度为

解得。
(2)根据向心力公式可知,
联立解得
由于
可得滑块的质量为
由图线可知,当时,,可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的作用。
预测5.(1) 1.020 (2)
【详解】(1)[1]游标卡尺分度值为,读数为
[2]极短时间,可以用平均速度替代瞬时速度,则重物的速度为
(2)对系统,若机械能守恒,则
解得
押题1 .(1) (2)反比 (3)
【详解】(1)滑块做匀加速直线运动,则
所以
(2)把a-M函数关系图像中两个矩形补充完整,如图所示
两个完整的矩形的面积相等都为mg,再减去补充的共有面积,剩余的面积也相等,即图中两矩形的面积相等,当钩码的质量m不变,滑块的质量M与加速度a的乘积不变恒为mg,则a与M成反比。
(3)[1]根据速度位移关系可得,
所以
所以为了能更直观地看出滑块的加速度与所受合力的关系,应作出图像;
[2]根据题意有
解得
押题2. 4.9 在弹性限度内,橡皮筋弹力与其伸长量成正比 相等
【详解】(4)[1]根据受力平衡可得

联立可得

可知图像的斜率为
解得弹簧的劲度系数为
(5)[2]图像为过原点的直线,则可得出在弹性限度内,橡皮筋弹力与其伸长量成正比。
(6)[3]若考虑挂钩和指针,图像斜率不变,本实验测得橡皮筋的劲度系数不变。
押题3.(1)2.040/2.041 (2)
【详解】(1)螺旋测微器的分度值为,则遮光片厚度为
(2)[1]以物块为对象,根据动能定理可得

联立可得,可知图象的纵坐标为。
[2]图象的斜率为
解得物块的质量为
押题4.(1)/1.879mm/1.881mm (2) (3)A (4)
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数原理地
(2)遮光片通过光电门时光电门计时为t时遮光条地线速度为
所以小球此时的角速度为
遮光片P每次通过光电门的时间相同,L1、d不变,则不变,
由,可知的关系图像为过原点得倾斜直线。
故选A。
(4)由
为了准确验证小球所受向心力F与角速度ω的关系,利用实验测量应画图像。
押题5. N M
【详解】[1][2]小球离开轨道后做平抛运动,设木板与抛出点之间的距离为,由平抛运动规律得水平方向有
竖直方向有
解得
放小球B之前,小球落在图中的点,设的水平初速度为,小球和B发生碰撞后,球的落点在图中的点,设其水平初速度为,球B的落点是图中的点,设其水平初速度为。
[3]小球碰撞的过程中若动量守恒,则
若两球发生的是弹性碰撞,可得
联立,可得


电学实验
近3年考情分析
考点内容 等级要求 考题统计
2023年 2022年 2021年
以测电阻为核心的实验 II 北京卷T16,天津卷T10,河北卷T12,辽宁卷T12,浙江卷T18,广东卷T12,海南T15,乙卷T10, 山东卷T14,湖北卷T13,甲卷T9, 北京卷T16,浙江卷T19,福建卷T11,湖北卷T13,海南卷T14,
以测电源电动势和内阻的实验 II 湖北T12, 北京卷T15,天津卷T10,福建卷T12, 湖南卷T12,乙卷T10
以探测伏安特性为主的实验 II 甲卷T9, 乙卷T10 河北卷T11,甲卷T10,
电表的改装、多用电表的原理与使用 II 天津卷T10,湖南卷T12, 河北卷T12,辽宁卷T11,湖南卷T12,海南卷T14, 辽宁卷T12,福建卷T11,山东卷T14
传感器及电学创新类实验 II 山东卷T14,湖南卷T12, 河北卷T12,浙江卷T18,湖北卷T13,广东卷T12,重庆卷T11, 北京卷T16,天津卷T10,山东卷T14,湖北卷T13,广东卷T12,重庆卷T12,
观察电容器的充放电现象 I 福建卷T11,山东卷T14,新课标卷T9
探究变压器原副线圈与匝数的关系 I 重庆卷T12,
电学实验是全国各省必考的题型之一,近3年来,所有试卷均有考察。其中测电阻类实验考察次数最多,含传感器类的创新实验受各省青睐。新高考加加入电容器类和变压器类的冷门实验,去年也出现在考题中,各省也会慢慢加入考查行列,考生也需要引起重视。本实验在高考中分值在6~11分。
北京卷:从近3年的试卷看,北京卷2次考查测电阻类的实验。预测今年将考查测小灯泡的伏安特性实验。
天津卷:从近3年的试卷看,天津卷2022年和2023年均考察的是测量类电学实验,预测今年将考查测小灯泡U-I的实验。
河北卷:从近3年的试卷看,已考察小灯泡的U-I曲线,多用表的使用和测电阻率的实验,预测今年有较大概率考察测电源电动势和内阻的实验。
辽宁卷:从近3年的试卷看,2021年和2022年均考查电表的改装问题,2023年考查电阻率测定的实验。预测今年将考查测电源电动势和内阻的实验。
福建卷:从近3年的试卷看,福建卷已考察了测电阻率和电动势为核心的实验,在2023年考察了较为冷门的观察电容器充放电实验。预测今年将考查描绘小灯泡的伏安特性曲线为核心的实验。
山东卷:从近3年的试卷看,山东卷2年出现创新类题型,同时考察了冷门的电容器的充放电使用。预测今年将考查测电源电动势和内阻的实验。
湖北卷:从近3年的试卷看,湖北卷2021年和2022年考察了以测电阻为核心的实验,2023年考察了测电源电动势为核心的实验,预测今年将考查以测电动势为核心的实验。
湖南卷:从近3年的试卷看,2年均考查了多用表,预测今年将考查测电阻率为核心的实验。
广东卷:从近3年的试卷看,广东卷出题较为新颖,创新程度较高。预测今年将考查测电源电动势为核心的创新类题型。
海南卷:从近3年的试卷看,海南卷2年考察了以测电阻为核心的实验,预测今年将考查以测电源电动势为核心的实验。
重庆卷:从近3年的试卷看,重庆卷创新程度较好,2023年考查了较为冷门的变压器类实验。预测今年将结合测电阻为核心的创新类实验进行考察。
甲、乙卷:全国甲、乙卷考试较为保守,预测今年将考查以测电源电动势和内阻为核心的实验。
一、以测电阻为核心的实验
1.常见的电阻测量方法对比
名称 电路 测量原理
伏安法 R=,“小外小;大内大”(小电阻采用电流表外接法,测量值小于真实值;大电阻采用电流表内接法,测量值大于真实值) 若<,Rx为大电阻;若>,Rx为小电阻
安安法 如果已知的内阻R1,则可测得的内阻R2=
串联一定值电阻R0后,同样可测得的内阻R2=
伏伏法 如果已知的内阻R1,则可测出的内阻R2=R1
并联一定值电阻R0后,同样可测得的内阻R2=
替代法 单刀双掷开关分别与1、2相接,调节电阻箱R1,保证电流表两次读数相等,则R1的读数即等于待测电阻的阻值
半偏法 闭合S1,断开S2,调节R1使G表满偏;闭合S2,只调节R2,使G表半偏(R1 R2),则R2=R测,R测使R2=0,闭合S,调节R1使V表满偏;只调节R2使V表半偏(RV R1),则R2=R测,R测>R真
电桥法 调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有:=,=,由以上两式解得:R1·Rx=R2·R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值
2.实验器材的选择原则
安全性 测电压或电流时量程不能太小
精确性 测电压或电流时指针要达到满偏刻度的以上
测电阻时指针在中间附近
方便性 滑动变阻器总阻值不能太大
3.滑动变阻器分压式接法与限流式接法的选择
(1)“以小控大用分压,相差无几用限流”
①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器。
②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器。
(2)因为滑动变阻器分压接法较限流接法调节范围更大,以下三种情况滑动变阻器必须用分压接法。
①题目要求对电压或电流自零开始调节;
②滑动变阻器电阻远小于研究对象电阻时,用限流接法调节范围太小;
③用限流接法时,电压或电流的最小值要超过电路元件所允许的最大值。
(3)若两种电路均可,则采用限流电路,因为限流式损耗功率小。
4.定值电阻在电路设计中的三种作用
二、以测电源电动势和内阻为核心的实验
1.测量电源电动势和内阻的常用方法
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E=U+Ir E=U+r E=IR+Ir
电路图
关系式 U=E-Ir =+ =+
图像 纵轴截距:E 斜率绝对值:r 纵轴截距:;斜率: 纵轴截距:;斜率:
误差分析 E测<E真、r测<r真 E测=E真、r测>r真 E测<E真、r测<r真 E测=E真、r测>r真
注:(1)任何一种实验方案,都要紧扣闭合电路欧姆定律E=U+Ir,其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I。
(2)利用图像求解电动势和内阻是常用的方法,对于不同的电路设计,一般采用化曲为直的方法,即得到有关电动势和内阻的一次函数关系,再利用图像中的斜率与截距求解。
2.测电源的电动势和内阻实验中仪表的接法
(1)电源内阻一般比较小,一般采用电流表外接法。(这里“外接法”是相对于电源来说的,而不是滑动变阻器)
(2)当电流表内阻已知时,采用电流表内接法(相对于电源而言)较准确,此时电源和电流表的串联电路相当于等效电源,电源内阻r=r等-rA。
(3)当电压表内阻已知时,采用电流表外接法(相对于电源而言)较准确,此时干路电流I=IA+IV。
三、电表的改装、多用电表的原理与使用
1.电表改装模型
类型 电路图 原理
把电流表改装为电压表 U=Ig(Rg+R)
扩大电流表量程 I=Ig+
把电流表改装为欧姆表 R内=R中= Rx=-R内
2.电流表、电压表和欧姆表的读数
仪器 量程选择 读数
电流表 使指针指在超过满偏刻度的位置 若分度值为1、0.1、0.01,需要估读到分度值的下一位;如果分度值是2或5,分别按分度值或分度值估读
电压表
欧姆表 使指针指在表盘的中间位置附近 表盘读数乘以相应挡位的倍率
3.多用电表使用的几个注意事项
(1)电流的流向:使用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压,多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱,黑表笔连负接线柱,电流都是从红表笔进、从黑表笔出。
(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整。
(3)测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。
(4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。
如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新欧姆调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新欧姆调零后再测量。
(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。
(6)多用电表使用完毕后应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。
四、传感器及电学创新实验
1.利用传感器制作简单的自动控制装置
(1)传感器能够将感受到的量(力、热、光、声等)转换成便于传送和处理的可用信号输出(一般是电学量)。
(2)其工作过程如图:
2.求解电学创新型实验的基本思路
解题步骤 注意事项
找原型:根据题意找出题中实验在教材中的实验原型,并能准确、完整地重现出来 创新型实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的改换而成,按照实验题目的要求,进行实验的设计或有关物理量的测量;也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设计。要注意数据处理、误差的来源等
找差别:根据题中所提供的实验器材与原型中的器材进行对比,找出不同点,这往往是解题的“金钥匙”
定方案:通过与原实验对比的结果和需要测量的物理量,来确定实验设计与实验步骤
五、观察电容器的充、放电现象
实验方案一
用电流表观察电容器的充、放电现象,电路如图所示,单刀双掷开关接1时观察充电现象;单刀双掷开关接2时观察放电现象。
实验方案二
用电流传感器观察电容器的放电现象,电路如图甲所示,单刀双掷开关先接1使电容器充电完毕。然后单刀双掷开关再接2,计算机可显示出放电电流随时间变化的规律,图乙为某次实验中显示的I t图像,图线和坐标轴围成的面积代表放电前电容器所带电荷量。
六、探究影响感应电流方向的因素
实验注意事项
(1)确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法,并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长而损坏电流表。
(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
(3)实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。
(4)按照控制变量的思想进行实验。
(5)进行完一种磁极运动情况的操作后,等电流表指针回零后再进行下一种情况的操作。
七、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.实验操作的注意事项
(1)连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查,并经过确认。只有这时才能接通电源。
(2)为了保证人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V;即使这样,通电时也不要用手接触裸露的导线、接线柱。
(3)为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
(4)先拆除多用电表,再断开开关,以免烧坏电表。
2.产生误差的原因
(1)线圈绕组的电阻有铜损现象。
(2)变压器铁芯内有漏磁。
(3)变压器铁芯因涡流发热。
【典例1】(2023·全国·高考真题)某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用电压表内阻约为,电流表内阻约为。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图 (填“a”或“b”)
(2)若选择另一个电路图进行实验,在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图 。
【答案】 a
【详解】(1)[1] 灯泡的额定电流为
灯泡正常发光时的电阻为
图(a)中电流表外接,则电压表读数为6V时,电压表和灯泡并联,两者阻值为
则小灯泡正常发光时,流过小灯泡的电流非常接近电流表示数,电流表的读数略大于500mA;
图(b)中电流表内接,则电压表读数为6V时,电流表读数小于500mA。电流表读数为500mA时,对应的电压表读数为
故根据图(c)的数据可得,该同学选择的电路图是图(a)。
[2]若选用另一个电路图即图(b)实验,会有U = U灯+IRA
根据图(c)曲线可得,电流分别为200mA、300mA、500mA时,U灯为1.0V、2.0V、6.0V,可知对应的电压应为1.3V、2.45V、6.75V,描点连线有
【典例2】(2023·湖北·高考真题)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。

(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线 。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)、内阻为 (保留2位有效数字)。

(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为 (保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 1.58 0.64 2.5 偏小
【详解】(1)[1]实物连线如图:

(2)[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得,
由图像可知,E=1.58V
内阻,
(3)[4]根据,可得
由图像可知,,解得
(4)[5]由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。
【典例3】(2023·天津·高考真题)某同学测量金属丝的电阻R大小。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测,用“×1”档位正确测量,指针偏转如图所示对应的读数为 Ω;

(2)该同学设计了如图所示的电路,再次开展测量,除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外,还提供如下器材:

A.电压表(量程0—15V,内阻约15kΩ) B.电压表(量程0—3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(量程0—3A,内阻约0.025Ω) D.电流表(量程0—0.6A,内阻约0.125Ω)
①为了测量准确,实验时应选用 测量电压U,应选用 测量电流I;(填器材前对应字母)
②关于该实验下列哪些说法是正确的?
A.电压表内阻分流引起的误差是系统误差
B.闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端
C.滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零
D.通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差
【答案】 7.0 B D AC/CA
【详解】(1)[1]电阻大小读数为7.0Ω×1=7.0Ω
(2)[2]由于同学们使用学生电源(4V),则为减小读数误差,则应选择量程为0—3V的电压表测量电压U,即实验时应选用B测量电压U。
故选B。
[3]电路中的最大电流为,则应选用量程0—0.6A的电流表测量电流I,即应选用D测量电流I。
故选D。
[4]A.电压表分流属于系统误差,故A正确;
B.为保护电路,实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端,使电压表示数为零,故B错误;
C.如图所示的电路为分压式电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0,即滑动变阻器滑片调到a端,电压表示数为零,故C正确;
D.通过测量多组数据绘制图像可减小偶然误差,故D错误。
故选AC。
【典例4】(2023·广东·高考真题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源(电动势恒定,内阻可忽略);毫安表mA(量程,内阻可忽略);电阻(阻值)、(阻值)、(阻值)和(阻值);开关和;装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图.在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,只有一端的导线还未连接,该导线应接到的 (填“左”或“右”)端接线柱

(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高.在样品池中注满待测盐水
②闭合开关, 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
③ 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
④断开开关,测量并记录盐水的温度
(3)根据上述数据,计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ,进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
【答案】 右 断开 40.0 闭合 60.0 100
【详解】(1)[1]根据图(a)为电路可知,一端的导线应接到的右端接线柱;
(2)②[2][3]闭合开关,断开开关,毫安表的示数为, 则通过电阻的电流为
根据电路构造可知,流过样品池的电流为
③[4][5]闭合开关,毫安表的示数为,则流过的电流为
流过样品池的电流为
(3)[6]设待测盐水的电阻为,根据闭合电路欧姆定律,开关断开时,
开关闭合时,
代入数据解得,
【典例5】(2023·福建·高考真题)某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有:电源、电压传感器、电解电容器C(,),定值电阻R(阻值)、开关S、导线若干。
(1)电解电容器有正、负电极的区别。根据图(a),将图(b)中的实物连线补充完整 ;

(2)设置电源,让电源输出图(c)所示的矩形波,该矩形波的频率为 ;

(3)闭合开关S,一段时间后,通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化,结果如图(d)所示,A、B为实验图线上的两个点。在B点时,电容器处于 状态(填“充电”或“放电”)在 点时(填“A”或“B”),通过电阻R的电流更大;
(4)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像,如图(e)所示。当时电容器所带电荷量的最大值 C(结果保留两位有效数字);

(5)根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随着频率的增大逐渐减小。
【答案】 充电 B
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物图,如图所示
(2)[2]由图(c)可知周期,所以该矩形波的频率为
(3)[3][4]由图(d)可知,B点后电容器两端的电压慢慢增大,即电容器处于充电状态;从图中可得出,A点为放电快结束阶段,B点为充电开始阶段,所以在B点时通过电阻R的电流更大。
(4)[5]由图(e)可知当时,电容器此时两端的电压最大值约为
根据电容的定义式得此时电容器所带电荷量的最大值为
预测1.(2024·广东揭阳·二模)为了测定某电池的电动势(约为10V)和内阻(小于5Ω),一个量程为5V的电压表与电阻箱串联,将其量程扩大为15V,然后用伏安法测电池的电动势和内阻,电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻,该实验的操作过程如下:
(1)扩大电压表的量程,实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 (填“a”或“b”)端,把电阻箱的阻值调到零,闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为4.8V,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表的示数为 V,若此时电阻箱的示数为R0,则改装后电压表的内阻为 (结果用R0表示)。
(2)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,记录多组电压表的示数U和电流表的示数I,并作出U一I图线如图丙所示,可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
预测2.(2024·山西太原·一模)实验小组测量某圆柱体材料的电阻率,圆柱体的长度为。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,示数如图1所示, ;
(2)用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测,选择“”挡,发现指针偏转角度过大,应该换用 挡(选填“”或“”,并重新进行 调零,指针指在如图2位置,阻值为 ;
(3)为精确测量该圆柱体电阻的大小,实验小组设计了如图3所示的实验电路图,实验室提供了如下器材:
A.电源(电动势为,内阻不计)
B.电流表A1(量程为,内阻约为)
C.电流表A2(量程为,内阻为)
D.定值电阻(阻值为)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
请回答下列问题:
a.实验中,乙表应选 (选填“B”或“C”),滑动变阻器应选 (选填“E”或“F”),根据图3所示电路,闭合开关,调节滑动变阻器,记录A1的示数和A2的示数,电阻 (用题中的字母符号表示);
b.和的函数图像如图4所示,根据数据可算得 结果保留2位有效数字);
c.通过计算,该圆柱体材料的电阻率约为 结果保留1位有效数字;
(4)仅从系统误差的角度考虑,本次实验电阻率的测量值 真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
预测3.(2024·广东·二模)为判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求,一实验小组设计了如下实验进行测量,实验器材:盛水容器(容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板,其余侧面绝缘),电源E(电动势恒定,内阻可忽略),电阻R1、R2和R3(阻值分别为20000、2000和1400),多用电表,开关S1和S2,导线若干,请完成下列内容。
(1)测量盛水容器 (选填“内部”“外部”)器壁的长、宽、高。记录长a40.00cm,宽b20.00cm,高c9.00cm。
(2)用多用电表粗测废水的电阻值:将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至“×100”挡,并进行欧姆调零,将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱上,多用电表指针位置如图甲所示,此时读数为 。
(3)精确测量容器中废水的电阻值:将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路若用多用电表测量R3两端的电压,请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。
①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡,闭合S2后,再闭合S1,记录此时。多用电表的读数为2.10V,计算得到此时流过盛水容器的电流I11.50mA;
②在S1闭合的状态下,断开S2,记录此时多用电表的读数为1.68V,计算得到此时流过盛水容器的电流I2 mA;
③断开S1,根据上述数据,求得容器内废水的电阻值R1600。
(4)由电阻定律,计算该废水样品的电阻率 ·m(结果保留2位有效数字),则该废水 (选填“达标”“不达标”)
预测4.(2024·重庆·二模)电容电池具有无污染、寿命长、充电速度快等诸多优点而广泛应用。某同学想要用电流传感器探究电容电池特性,探究电路如图甲。
(1)第一次探究中,先将开关接1,待电路稳定后再接2.已知电流从上向下流过电流传感器时,电流为正,则电容器充放电过程中的和图像是_____________。
A.B.C.D.
(2)第二次探究,该同学先将开关接1给电容器充电,待电路稳定后再接3,探究LC振荡电路的电流变化规律。
①实验小组得到的振荡电路电流波形图像,选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像,如图乙,根据图像中A、B点坐标可知,振荡电路的周期 s(结果保留两位有效数字)。
②如果使用电动势更小的电源给电容器充电,则LC振荡电路的频率将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③已知电源电动势,测得充电过程图像的面积为,以及振荡电路的周期,可以得到电感线圈的电感表达式 。(用测得的已知量表示)
预测5.(2024·甘肃·二模)某实验小组想用伏安法测量在光照一定的情况下某太阳能电池的电动势 E(约3V),并探究其内阻的变化特性。设计的电路如图甲所示,电路中,电流表的内阻忽略不计。
(1)实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据,并在坐标纸上描绘出光照一定情况下,电池的路端电压U与输出电流I的关系如图乙所示,由图像可知,当输出电流时,U与I成线性关系。则该电池的电动势= V,在满足U与I成线性关系的条件下,该电池的内阻r= (均保留两位有效数字)。
(2)当电流大于150mA 时,随着电流增大,电池的电阻 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当电压表(可视为理想电压表)的示数为0.5V时,电池的输出功率为 W(保留两位有效数字)。
押题1.押题1. 某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻的阻值与电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表可视为理想电流表.操作步骤如下:
(1)测量的阻值.先闭合开关和,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11Ω时,电流表示数为I;接着断开,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为5Ω时,电流表示数仍为I,此时则的阻值为 Ω;若电流表为非理想电流表,则按照该方法实际测量得到的的阻值将 (选填“偏大”“偏小”或者“不变”)。
(2)保持闭合、断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I.为了直观地得到I与R的关系,该同学以电阻箱的阻值R为纵轴,以x为横轴作出了如图(b)的图像,则横轴x为 , (用字母E、I、和r表示)。
(3)若图(b)中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位,由图像可求得电源的电动势 V,内阻 (结果均保留2位有效数字)。
押题2. 小理同学利用实验室器材改装了一个双量程电流表,并利用此改装的电流表设计了一个多倍率的欧姆表。
(1)如甲图所示,双量程电流表的量程分别是和,当使用0、1两个端点时,量程为 ;
(2)某同学使用此双量程电流表组装完成了简易双倍率欧姆表(“”和“”),电路图如乙图所示。
①A端应与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接;
②电源电动势,换挡开关与2相连,此欧姆表内阻为 ,此时应为 倍率。
③为了验证改装的欧姆表的测量精度,按规范操作在红黑表笔间接标准电阻时,指针指示位置如丙图所示,造成这一误差的原因可能是 。
A.电池使用时间较长致电动势偏小
B.改装电流表时接入的电阻1偏小
C. 表头真实内阻偏小
押题3. 某同学设计并制作了一个可以测量角度的装置,其电路如图所示。其中半圆弧AB是电阻率为、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝,圆弧的圆心在O点,半径为r;ON为可绕O旋转的金属指针,N端可在圆弧AB上滑动且接触良好,为电阻箱,为滑动变阻器,、为理想电压表,指针ON及导线电阻不计,整个装置固定在一块透明的塑料板上。主要实验步骤如下:
(1)按照电路图连接电路,取图中ON与OA的夹角为(用角度制表示),在使用时要让电压表的示数随的增大而增大,电压表另一端应与电阻丝的 端相连(填“A”或“B”);
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(填“a”或“b”);
(3)闭合开关S,旋转ON使其到达圆弧AB的某一位置,调节滑动变阻器及电阻箱,使电压表、有适当的示数,读出此时电压表、的示数、及电阻箱的阻值,此时与的关系式为 (用题中相关物理量的字母表示);
(4)将ON调至,并保持不变,调节,使电压表的示数仍为,此时电压表的指针位于刻度线处,则电压表刻度线对应的角度为 度;
(5)若电压表量程为3V,用上述的操作方法且同样保持不变,要使时电压表刚好满偏,则可能实现的操作是: (填“增大”或“减小”)的阻值,同时 (填“增大”或“减小”)的阻值。随后计算出电压表每一刻度线对应的角度值,并将其标在电压表刻度盘上。
押题4. 某简易多用电表的电路图如图(a)所示,虚线方框内为换挡开关,A和B分别为两表笔。该多用电表有6个挡位,分别为直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA和2.5mA挡,两个欧姆挡。
(1)测量时,若开关S是与“1”相连的,则此时多用电表的挡位为 挡(填题干中所给6个挡位中的一个)。
(2)如果要用多用电表欧姆挡测量某个定值电阻的阻值,下面是操作步骤,请将合适的内容填在横线上:
①旋动 (填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到欧姆挡“”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动 (填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准欧姆挡的0刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图(b)所示,则待测电阻的阻值为 。
(3)若欧姆表内使用的是一节旧电池(电动势为1.5V,内阻较大),测得该电阻的阻值为R;然后更换一节新电池(电动势为1.5V,内阻较小),测得该电阻的阻值为,实验过程中其他操作均正确,则R (填“大于”“小于”或“等于”)。
押题5. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻,他们找到了如下的实验器材:电池组(电动势E约为6.0V,内阻r约为1Ω)、电压表V〈量程为6V,内阻为RV),定值电阻R1(R1=1Ω)电阻箱R(阻值范围可调),开关,导线若干。同学们研究器材,思考讨论后确定了如下的实验方案,请你将该方案补充完整。
(1)为了“准确”测出电池组的电动势和内阻,已在图甲所示虚线框中设计了部分电路图,请把该电路图补充完整 。
(2)采集电压表读数U和电阻箱的读数R,作出了如图乙所示图像,已知图像的斜率为k,纵截距为b,则由物理规律可知图像中k= 、b= 。(用题目中所给的字母表示)
(3)进一步研讨:图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线,如果把两个该型号的灯泡并联后再与R0=3Ω的电阻串联接在上述电池组上(若测得电池组的电动势E=6.0V、内阻r=1Ω),如图丁,则每只灯泡消耗的实际功率为 W(结果保留3位有效数字)。
预测1.(1) b 1.6 1.5 R0 (2) 9.6 3.0
【详解】(1)①[1]把滑动变阻器的滑片移至b端,可以保证电路的安全。
②[2]根据电路分析,把量程5V的电压表量程扩大到15V,则电阻箱所分电压为10V,其阻值为改装前电压表的两倍,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表与电阻箱的电压之和为4.8V,即电压表电压为1.6V,电阻箱电压为3.2V,符合实验要求。
[3]若此时电阻箱的示数为R0,则改装后电压表的内阻为
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律,可得
整理,可得
结合丙图,可得,
解得,
预测2.(1)/3.372/3.374 (2) 欧姆 9.0
(3) 9.1 (4)等于
【详解】(1)该圆柱体的直径为
(2)[1][2]用欧姆表对圆柱体的电阻进行粗测,选择“”挡,发现指针偏转角度过大,说明电阻偏小,倍率选择过大,则应该换用“”挡,并重新进行欧姆调零;
[3]如图2所示的阻值为
(3)[1] [2]由于该实验图中没有电压表,所以需要用电流表改装,已知电流表A2内阻已知所以,乙表应选C,滑动变阻器采用分压式接法,故选择小阻值的,故选E。
[3]由欧姆定律可知,
解得未知电阻的阻值为
[4]根据
化简可得,
斜率为
解得
[5]根据电阻定律
化简得
代入数据解得该圆柱体的电阻率为
(4)本实验中电流表R2的内阻已知,圆柱体的电阻测量值等于真实值,则本次实验电阻率的测量值等于真实值。
预测3.(1)内部 (2)1500/
(3) 1.20
(4) 72 不达标
【详解】(1)实验要求判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求,故应测量盛水容器内部器壁的长、宽、高。
(2)多用电表选择 “×100”挡,故多用电表指针位置如图甲所示,此时读数为
(3)[1]用多用电表测量R3两端的电压,实物连接图如下
[2]根据题意
根据电路原理
解得
(4)[1][2]废水的电阻值
根据电阻定律,
代入数据得,,小于,故不达标。
预测4.(1)BD (2) 0.0092 不变
【详解】(1)AB.第一次探究过程为先给电容器充电,后电容器通过R放电,给电容器充电过程中电流从上向下流过传感器,即为正,由于充电后电容器右极板带正电,电容器通过R放电时,电流从下向上流过传感器,即为负,故A错误,B错误;
CD.给电容器充电和电容器放电,通过电压传感器的电流方向均为从右向左,都为正,故C错误,D正确。
故选BD。
(2)①[1]由图乙可知,
②[2]由振荡周期,
可知,如果使用电动势更大的电源给电容器充电,则LC振荡电路的周期不变,则频率也不变。
③[3]充电过程图像的面积为,则有
可得
振荡周期
可得
预测5.(1) 2.9 2.3 (2) 增大 0.48
【详解】(1)[1][2]由图像可知,当输出电流时,U与I成线性关系,根据电路图,由闭合电路的欧姆定律可得,
结合图像可知,图像与纵轴截距即为电源电动势的大小,图像斜率的绝对值为定值电阻与电源内阻之和,可得,,
(2)[1]当电流大于150mA 时,随着电流增大,可知图像的斜率的绝对值逐渐增大,由此可知电池的内阻增大;
[2]根据图乙可读得,当电压表(可视为理想电压表)的示数为0.5V时,此时回路中得电流为,则可得电源得输出功率,
代入数据解得,
押题1.(1) 6/6.0 不变 (2) (3) 3.1 3.3
【详解】(1)[1]先闭合开关和,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11Ω时,电流表示数为I,根据闭合电路欧姆定律有
断开,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为5Ω时,电流表示数仍为I,根据闭合电路欧姆定律有
解得
[2]根据上述结论可知,待测电阻的阻值与电流表的内阻无关,则若电流表为非理想电流表,则按照该方法实际测量得到的的阻值将不变。
(2)[1][2]保持闭合、断开,多次调节电阻箱的阻值,根据闭合电路欧姆定律有
整理得,则横轴x为,。
(3)[1][2]根据上述图像函数表达式可知,图像斜率表示电动势,则有
根据图像截距有
解得
押题2.(1)0~100mA (2) 红 150 ×10 AB
【详解】(1)当表笔接通2时,表头的量程一定,因两电阻串联,则通过这两个电阻的最大电流较小,而当表笔接通1时,电流计与R2串联,虽电流计的量程一定,但R1的电压增大,则通过R1的最大电流较大,因此当表笔接通1时电流表的量程为100mA;
(2)①[1]根据图乙电路可知,电流从表笔B出来,从表笔A进去,根据“红进黑出”可知左侧表笔是红表笔,即表笔A是红表笔。
②[2][3] 换挡开关与2相连,此欧姆表满偏电流为10mA,则有,此时应为×10倍率。
③[4] A.当电动势变小, 总电流变小,则流过表头的电流变小,指针跟准确位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了,故A正确;
B.改装电流表时接入的电阻1偏小时,改装后总电阻减小,即中值电阻标的值变小,故B正确;
C.表头真实内阻偏小,欧姆调零后对欧姆表总电阻没有影响,中值电阻不变,测120欧时指针在中央刻度右侧,故C错误。
故选AB。
押题3.(1)A (2)a (3) (4)72 (5) 减小 减小
【详解】(1)增大,半圆弧电阻丝接入电阻增大,电路总电阻增大,干路电流减小,电源内阻、电阻箱与滑动变阻器承担的电压减小,可知,半圆弧电阻两端电压增大,为了要让电压表的示数随的增大而增大,电压表另一端应与电阻丝的A端相连。
(2)滑动变阻器采用限流式,为了确保安全,闭合开关S前,应使滑动变阻器接入电阻最大,即将滑动变阻器的滑片P置于a端。
(3)半圆弧形电阻丝接入电阻为
由角度制和弧度制关系知,
电阻箱与电阻丝串联,通过的电流相等,则有
代入得
(4)结合上述有
将ON调至,则有
电压表0.8V刻度线对应的角度
代入得,
(5)[1]根据上述,将ON调至时有,
若电压表量程为3V,用上述的操作方法且同样保持不变,要使时电压表刚好满偏,即上述等式中,增大为3V,为了确保等式成立,需要减小R的阻值,即减小电阻箱的阻值;
[2]由于保持不变,当减小电阻箱的阻值时,干路电流增大,而半圆弧形电阻丝接入电阻仍然为的电阻,即电阻丝、电源内阻承担电压增大,则滑动变阻器承担电压减小,根据欧姆定律可知,需要同时减小的阻值。
押题4.(1)2.5mA (2) 指针定位螺丝 欧姆调零旋钮 220 (3)等于
【详解】(1)由图可知,若开关S是与“1”相连的,则此时多用电表当做电流表,又因为此时量程为
而开关S是与“2”相连时的量程为
因为,所以若开关S是与“1”相连时,多用电表的挡位为2.5mA。
(2)[1][2]如果要用多用电表欧姆挡测量某个定值电阻的阻值,首先旋动指针定位螺丝,使指针对准电流挡的“0”刻度;其次将选择开关K旋转到欧姆挡“”的位置;然后将红、黑表笔短接,旋动欧姆调零旋钮,使指针对准欧姆挡的0刻度线;
[3]待测电阻的阻值为
(3)由欧姆表的结构可知,电源内阻的变化,可以通过欧姆调零来抵消,故前、后两次的测量值是相等的。故
押题5.(1) (2) (3)1.08W~1.14W
【详解】(1)电路如图
(2)由闭合电路的欧姆定律,
解得
可知图像中,,
(3)设每个灯泡的电流为I,电压为U,则
即U=6-8I
将次函数关系画在灯泡的U-I图像上可知
交点为I=0.37A,U=3V,则功率P=IU=1.11W
选择题快解技巧
选择题是高考的必考题型之一,考查范围较广,主要包括力学、电磁学、热学、光学和近代物理五大部分,即可考查单选题,又可考查多选题。一般情况下,选择题考前的多位简单基础题,主要考查对物理概念、基础的理解和简单的运用。靠后的选择题,多为力、电等的综合类的压轴题,难度要稍微大一些,主要考察考生对知识的掌握及运用程度。
高考是国家对优质人才的选拔的过程,高考试卷的平均难度一般在0.65,过于简单,不利于人才的选拔,过难,不符合双减政策,因此今年各省的高考难度,基本与去年持平。整套选择题考查的知识范围会尽可能的广,尽可能多的将高考大纲包含的内容进行考察。考生在最后3天的时间里,每一个板块都不要遗漏,每一大类的选择题型仍需要适当的去练习,避免三天不练手生的尴尬情况。
大多数选择题的解答,需要应用物理概念和规律直接分析、计算。不过对于某些特定的选择题,可以利用特殊的技巧快速解答,提高效率。当直接分析、判断陷入困境时,可以考虑一下是否有什么适用的快解技巧。常见的选择题的快解技巧如下。
一、排除法
在读懂题意的基础上,根据题目要求,对选项进行比较归类,通过分析对错误选项进行排除,从而选出正确的选项。比如,对单选题,若前三个选项不正确,则一定选第四个选项;对多选题,若前两个选项不正确,则一定选后两个选项。
二、二级结论法
在平时的解题过程中,积累了大量的“二级结论”,熟记并巧用一些“二级结论”可以使思维过程简化,节约解题时间。非常实用的二级结论有:
匀变速直线运动的比例关系;
(2)等时圆规律;
(3)力的动态平衡的三种解题方法;
(4)平抛运动的两个推论;
(5)等量同种或等量异种点电荷周围电场和电势的分布规律;
(6)不同比荷的同性带电粒子由静止相继经过同一加速电场和偏转电场,轨迹完全重合;
(7)直流电路中动态分析的“串反并同”结论;
(8)平行通电导线电流同向时相吸,电流异向时相斥,不平行时,具有旋转同向并靠拢的趋势;
(9)带电平行板电容器与电源断开,改变极板间距离不影响极板间匀强电场的电场强度;
(10)楞次定律的“来拒去留”“增缩减扩”等推论;
(11)从红光到紫光的波长、频率、折射率、波速的变化规律等。
三 作图分析法(图解法)
与物理表达式(函数)相比,作图能更直观地表达各物理量的关系。解题时,作辅助图不但快速、准确,避免繁杂的运算,有时还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题。经常用到的辅助图有:运动关系示意图、速度—时间图像、矢量图。画运动关系示意图对弄清各物理量的关系建立方程很有帮助;速度—时间图像在分析追及问题、木板—滑块的复杂运动时效果很好;矢量图常用于力学平衡问题分析,有时比列式分析更快。
四、逆向思维法
如果问题涉及可逆物理过程,当按正常思路判断,遇到困难时,则可考虑运用逆向思维方法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性,则利用对称规律并运用逆向思维解题是一条捷径。
五、举例法
有些选择题的选项中,带有“可能”“可以”等不确定词语,只要能举出一个特殊例子证明它正确,就可以肯定这个选项是正确的;有些选择题的选项中,带有“一定”“不可能”等肯定的词语,只要能举出一个反例,就可以排除这个选项。
六、特殊赋值法
有些选择题,根据它所描述的物理现象的一般情况,难以直接判断选项的正误时,可以让某些物理量取特殊值,代入到各选项中逐个进行检验。凡是用特殊值检验证明是不正确的选项,一定是错误的,可以排除。
七、等效替换法
等效替换法是把陌生、复杂的物理现象、物理过程在保证某种效果、特性或关系相同的前提下,转化为简单、熟悉的物理现象、物理过程来研究,从而认识研究对象本质和规律的一种思想方法。等效替换法广泛应用于物理问题的研究中,如:力的合成与分解、运动的合成与分解、等效场、等效电源、变压器问题中的等效电阻。
八、类比分析法
将两个(或两类)研究对象进行对比,分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律,然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法,尤其在处理一些物理背景很新颖的题目时,可以尝试使用这种方法。比如:恒力作用下,或电场与重力场叠加中的类平抛问题、类斜抛问题,可直接类比使用平抛、斜抛相关结论。
九、补偿思维法
质量分布均匀的球体挖去一部分后一般不能看作在球心的质点;电荷分布均匀的球体挖去一部分后一般不能看作在球心的点电荷。这种情况可将空腔补上,以方便应用万有引力定律或库仑定律,再结合力的合成或分解可解决问题。
十、极限分析法
极限法是把某个物理量推向极端,从而作出科学的推理分析,给出判断或导出一般结论。该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化的情况,极限思维法在进行某些物理过程分析时,具有独特作用,使问题化难为易,化繁为简,达到事半功倍的效果。
十一、估算求解法
有些选择题本身就是估算题,有些看似要精确计算,实际上只要通过物理方法(如:数量级分析),或者数学近似计算法(如:数据取整),进行大致推算即可得出答案。估算是一种科学而有实用价值的特殊方法,可以大大简化运算,快速地找出正确选项。
十二 量纲分析法
从物理量的单位出发筛选出正确答案。如果等式两边单位不一致,或所列选项的单位与题干要求量不统一,则肯定有错误。
【典例1】(2023·北京·高考真题)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上,E、F是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,EO = OF。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后( )
A.做匀加速直线运动
B.在O点所受静电力最大
C.由E到O的时间等于由O到F的时间
D.由E到F的过程中电势能先增大后减小
【答案】C
【详解】AB.带负电的点电荷在E点由静止释放,将以O点为平衡位置做往复运动,在O点所受电场力为零,故AB错误;
C.根据运动的对称性可知,点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间,故C正确;
D.点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故D错误。
故选C。
【典例2】(2023·北京·高考真题)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动,其位移y随时间t变化的关系式为,则t = T时的波形图为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由于t = 0时波源从平衡位置开始振动,由振动方程可知,波源起振方向沿y轴正方向,且t = T时波的图像应和t = 0时的相同,根据“上坡下,下坡上”可知t = T时的波形图为选项D图。
故选D。
【典例3】(2023·浙江·高考真题)“玉兔二号”装有核电池,不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为,则(  )
A.衰变方程中的X等于233 B.的穿透能力比γ射线强
C.比的比结合能小 D.月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【详解】A.根据质量数和电荷数守恒可知,衰变方程为,即衰变方程中的X=234,故A错误;
B.是α粒子,穿透能力比γ射线弱,故B错误;
C.比结合能越大越稳定,由于衰变成为了,故比稳定,即比的比结合能小,故C正确;
D.半衰期由原子核本身决定的,与温度等外部因素无关,故D错误。
故选C。
【典例4】(2023·江苏·高考真题)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据折射定律n上sinθ上 = n下sinθ下
由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下 > n上,则θ下逐渐减小,画出光路图如下

则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向。
故选A。
【典例5】(2023·辽宁·高考真题)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是(  )

A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据,可得
从a到b,气体压强不变,温度升高,则体积变大;从b到c,气体压强减小,温度降低,因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率,c态的体积大于b态体积。
故选B。
【典例6】(2023·全国·高考真题)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N极正对着乙的S极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻(  )

A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小
C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零
【答案】BD
【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析,如图所示

A.根据牛顿第二定律有,,
由于m甲 > m乙,所以a甲 < a乙
由于两物体运动时间相同,且同时由静止释放,可得v甲 < v乙,A错误;
BCD.对于整个系统而言,由于μm甲g > μm乙g,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方向向左,显然甲的动量大小比乙的小,BD正确、C错误。
故选BD。
【典例7】(2023·北京·高考真题)在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示,不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动,用力传感器测得绳上的拉力为F,用停表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是(  )

A.圆周运动轨道可处于任意平面内
B.小球的质量为
C.若误将圈记作n圈,则所得质量偏大
D.若测R时未计入小球半径,则所得质量偏小
【答案】A
【详解】A.空间站内的物体都处于完全失重状态,可知圆周运动的轨道可处于任意平面内,故A正确;
B.根据,
解得小球质量,故B错误;
C.若误将n-1圈记作n圈,则得到的质量偏小,故C错误;
D.若测R时未计入小球的半径,则R偏小,所测质量偏大,故D错误。
故选A。
【典例8】(2023·重庆·高考真题)如图所示,与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动,以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域,在磁场中运动一段时间t后,速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻忽略不计,重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内(  )

A.流过杆的感应电流方向从N到M
B.杆沿轨道下滑的距离为
C.流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率
D.杆所受安培力的冲量大小为
【答案】D
【详解】A.根据右手定则,判断知流过杆的感应电流方向从M到N,故A错误;
B.依题意,设杆切割磁感线的有效长度为,电阻为。杆在磁场中运动的此段时间内,杆受到重力,轨道支持力及沿轨道向上的安培力作用,根据牛顿第二定律可得,,,
联立可得杆的加速度,
可知,杆在磁场中运动的此段时间内做加速度逐渐减小的加速运动;若杆做匀加速直线运动,则杆运动的距离为
根据图像围成的面积表示位移,可知杆在时间t内速度由达到,杆真实运动的距离大于匀加速情况发生的距离,即大于,故B错误;
C.由于在磁场中运动的此段时间内,杆做加速度逐渐减小的加速运动,杆的动能增大。由动能定理可知,重力对杆所做的功大于杆克服安培力所做的功,根据可得安培力的平均功率小于重力的平均功率,也即流过杆感应电流的平均电功率小于重力的平均功率,故C错误;
D.杆在磁场中运动的此段时间内,根据动量定理,可得
得杆所受安培力的冲量大小为,故D正确。
故选D。
预测1.(2024·广东·二模)2023年12月,江南造船(集团)有限责任公司正式发布全球首型、世界最大核动力集装箱船船型设计,它采用了第四代钍基堆型熔盐反应堆,具有更高的安全性、更少的核废料、更长的使用寿命和更广泛的能源应用前景。在该反应堆中,钍()核经过一系列的衰变最终变成了铅()核,下列说法正确的是( )
A.钍核包含有90个质子和140个中子
B.钍核的结合能小于铅核的结合能
C.钍核衰变为铅核经历了6次衰变和4次衰变
D.钍核衰变为铅核需要吸收能量
预测2.(2024·山西太原·一模)运动员某次发球,将球从离台面高处发出,球落在A点反弹后又落在B点,两次擦边。间距离为,球经过最高点时离台面的高度为,重力加速度为。若忽略阻力、球的旋转、球与台面碰撞时能量的损失,乒乓球离开球拍的速度大小为( )
A. B.
C. D.
预测3.(2024·山西太原·一模)如图所示,A、B、C是地球的三颗人造卫星,轨道半径为地球半径的4倍,B、C为同轨道近地卫星,三者轨道位于同一平面内且绕行方向相同。已知地球半径为,表面重力加速度为,A先后飞越B、C正上方所经历的最短时间,忽略地球自转,B、C之间的劣弧长为( )
A. B. C. D.
预测4.(2024·山西太原·一模)如图所示,圆形区域内存在垂直纸面方向的匀强磁场,为圆心,和为圆的两条直径,。质量为、电荷量为的带电粒子1沿方向从A点射入。质量为、电荷量为的带电粒子2从点射入,两粒子入射速度相同且都从点飞离磁场,不考虑两带电粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是( )
A.粒子1与粒子2的比荷之比为 B.粒子1与粒子2的出射方向夹角为
C.粒子1与粒子2的运动半径之比为 D.粒子1与粒子2在磁场内运动的时间之比为
预测5.(2024·甘肃·二模)关于下列四幅图的说法正确的是(  )
A.图甲中,使摆球A先摆动,摆球B、C接着摆动起来,B摆的振幅最大
B.图乙为某金属在光的照射下,光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像。若用频率分别为和的两种单色光同时照射该金属,都能使该金属发生光电效应
C.图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图,在水珠中a光束的传播速度一定大于b光束的传播速度
D.图丁所示为双缝干涉示意图,挡板到屏的间距越小,相邻亮条纹间距越大
预测6.(2024·黑龙江牡丹江·一模)一定质量的理想气体从状态a经状态b、c、d回到状态a,此过程气体的关系图像如图所示,其中过程为双曲线的一部分,过程平行于坐标轴.已知在状态a时气体温度为,则(  )
A.在状态c时气体的温度为
B.过程气体吸热
C.过程气体对外做功
D.从状态a经一次循环再回到状态a的过程中气体向外放热大于
押题1. 关于光学现象,下列说法正确的是(  )
A.图甲:光导纤维中,不管光的入射角多大,一定能发生全反射
B.图甲:若光源是白光,则射出光导纤维的光一定是彩色的
C.图乙:看到彩色条纹,是因为光发生了衍射现象
D.图乙:看到彩色条纹,是因为光发生了干涉现象
押题2. 如图所示,手机仅有两个侧面与手机夹接触,静止在手机支架上。手机平面与水平面夹角为30°,手机质量为204g,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是(  )
A.手机夹对手机作用力的大小为2.04N B.手机对手机夹两侧的弹力指向手机内侧
C.手机夹单侧面受到静摩擦力的大小为0.255N D.顺时针缓慢转动手机夹,手机所受静摩擦力变小
押题3. 如图,光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点相切,半圆轨道半径为R,C是半圆形导轨上与圆心等高的点,一个质量为可视为质点的小球将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用

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