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創新專題實驗——《實驗原理、器材、目的創新》專項提升
一、典型例題 方法賞析
1．（2022高三上·貴陽期末）為探究電源的輸出功率P與外電路的電阻R之間的關系，某同學設計了如圖甲所示的實驗電路.實驗中以蓄電池作為電源，為了便于進行實驗和保護蓄電池，該同學給蓄電池串聯了一個定值電阻R0，把它們看作一個新電源（圖中虛線框內部分）。實驗中，多次調節外電阻R，讀出電壓表和電流表的示數U和I，由測得的數據描繪出如圖乙所示的U﹣I圖像。
（1）根據題述及圖上信息可以得到，新電源輸出功率的最大值為 　 　W，對應的外電阻的阻值為 　 　Ω；
（2）若與電源串聯的定值電阻的阻值R0＝7Ω，則可以求得蓄電池的電動勢E0＝　 　V，內電阻r0＝　 　Ω；
（3）該同學分析了實驗中由電表內電阻引起的實驗誤差。在圖丙中，實線是根據本實驗的數據描點作圖得到的U﹣I圖像；虛線是該電源在沒有電表內電阻影響的理想情況下所對應的U﹣I圖像，則可能正確的是 　 　。
【答案】（1）1.125；8
（2）6；1
（3）C
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖乙U﹣I圖像得新電源的路端電壓與電流的數值關系為U＝6﹣8I
輸出功率為P＝UI＝6I﹣8I2
當I時，輸出功率有最大值為Pmax1.125W
此時的外電阻為R8Ω
（2）新電源輸出功率最大時，外電阻與內電阻相等，即R＝R0+r0
代入數據，解得r0＝1Ω
所以電動勢為E＝I（R+R0+r0）6V
（3）新電源的路端電壓測量準確，但干路電流測量小了，少測的部分即為電壓表上的電流，且路端電壓越大差距越大，電壓為0時沒有差距，ABC不符合題意，C符合題意.
故答案為：C。
【分析】（1）圖乙U﹣I圖像得新電源的路端電壓與電流的數值關系，輸出功率和電流關系。求出外電阻為R大小。
（2）新電源輸出功率最大時，外電阻與內電阻相等。
（3）路端電壓測量準確，路電流測量小了，路端電壓越大差距越大，電壓為0時沒有差距。
2．（2022高二下·上饒期末）傳感器是一種將非電學量轉換成電信號的檢測裝置，它是實現自動檢測和自動控制的手搖環節；某物理課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的動能定理．如圖甲所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度．已知小車質量為200g．
（1）某次實驗得出拉力F隨位移s變化規律如圖乙所示，速度v隨位移s變化規律如圖丙所示．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中力F做功W=　 　J，此過程動能的變化△Ek=　 　J（保留2位有效數字）．
（2）下列情況中可減小實驗誤差的操作是____．（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠小于小車的重力
B．實驗時要先平衡摩擦力
C．要使細繩與滑板表面平行
【答案】（1）0.17；0.15
（2）B；C
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）根據F-s圖象圖象可知，當s1=0.30m時，F1=1.00N，s2=0.52m時，F2=0.56N，
因此： ，速度v隨位移s變化圖象可知：s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m時，v2=1.24m/s，
（2）該實驗中不是利用懸掛的重物的重力表示繩子的拉力，而是直接測量出繩子的拉力，因此不需要使拉力F要遠小于小車的重力，A不符合題意；當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力才等于小車所受合外力，BC符合題意；
【分析】（1）根據F-s圖象圖象可知圖像與坐標軸圍成的面積等于功。
（2）直接測量出繩子的拉力，因此不需要使拉力F要遠小于小車的重力。當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力等于小車所受合外力。
3．（2022高二下·三明期末）某同學用匝數可調的可拆變壓器來探究“變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗：
（1）下列操作正確的是____。
A．原線圈接學生電源直流電壓，電表置于直流電壓擋
B．原線圈接學生電源交流電壓，電表置于交流電壓擋
（2）如圖甲所示，一變壓器的副線圈匝數模糊不清，該同學為確定其匝數，原線圈選擇“0”、“8”（×100匝）接線柱，測得電源電壓為10.0V，副線圈電壓為4.9V，則此時接入的副線圈可能是____。
A．“0”、“2”接線柱 B．“0”、“4”接線柱
（3）如圖乙所示，探究鐵芯在變壓器中的用途時，該同學先將上方的鐵芯取出，再將鐵芯緩慢向左水平推入，則觀察到小燈泡亮度變化與鐵芯作用分析正確的是____。
A．小燈泡變亮
B．小燈泡變暗
C．鐵芯起到傳送能量的作用
D．若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象更明顯
（4）你認為該實驗的系統誤差主要來源是　 　（寫出一條即可）。
【答案】（1）B
（2）B
（3）A；C
（4）實際的變壓器的線圈與鐵芯都有一定的電阻，且存在漏磁，則實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）變壓器在交流電條件下才能正常工作，A不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
（2）根據電壓匝數關系有
解得
A不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
（3）ABC．變壓器的鐵芯的作用是導磁，盡量減少漏磁，其起到傳遞能量的作用，AC符合題意，B不符合題意；
D．銅不能被磁化，因此不能導磁，若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象不明顯，D不符合題意。
故答案為：AC。
（4）實際的變壓器的線圈與鐵芯都有一定的電阻，且存在漏磁，則實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
【分析】（1）變壓器在交流電條件下才能正常工作。
（2）根據電壓匝數關系，可得副線圈匝數為4。
（3）變壓器的鐵芯的作用是導磁，盡量減少漏磁，其起到傳遞能量的作用，銅不能被磁化，若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象不明顯。
（4）實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
4．（2022高二下·洛陽期中）小明同學用如圖所示的實驗裝置測量普朗克常量和某金屬的逸出功，通過改變入射光的頻率并測出對應的遏止電壓U繪制圖像如圖甲所示，已知電子所帶電荷量大小是。
（1）普朗克常量h=　 　，此金屬的逸出功W=　 　。（用e、、、、表示）
（2）另一同學用小明同學的數據繪制（其中I為Ｇ的讀數）圖線如圖乙中d所示。他用相同實驗裝置，但只增大入射光強，則此時圖線應是圖乙中的　 　（填“a”“b”或“c”）。
【答案】（1）；
（2）a
【知識點】其他實驗；光電效應
【解析】【解答】（1） 由題意可知
由光電效應方程可得
由題圖甲可得
解得
由題圖甲可知，當、時可得
此金屬的逸出功
（2）只增大入射光強，飽和光電流增大，遏止電壓與光的頻率有關，與光強無關，不會改變，所以則此時圖線應是圖乙中的為a。
【分析】（1）根據光電效應方程得出遏止電壓和頻率的關系式，結合圖像得出普朗克常量的表達式以及金屬的逸出功表達式；
（2）當增大入射光的光強時，根據飽和電流和遏止電壓之間的關系選擇正確的圖像。
5．（2021高一下·寧鄉市期末）為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，其中圓弧形滑槽末端與桌面相切。第一次實驗時，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端與桌面右端對齊，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平地面上的點；第二次實驗時，滑槽固定于桌面左側，測出滑槽末端與桌面右端的距離為，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面上的點。已知重力加速度為，不計空氣阻力，滑塊與滑槽之間有摩擦力。
（1）實驗還需要測出的物理量是____（用代號表示）
A．滑槽的高度 B．桌子的高度 C．點到點的距離
D．點到點的距離 E．滑塊的質量
（2）實驗中需要用到的測量工具（儀器）有　 　
（3）寫出動摩擦因數的表達式是　 　
【答案】（1）B；C；D
（2）刻度尺
（3）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，因此實驗時需要測出：桌子的高度H； O點到P點的距離d1；O點到Q點的距離d2。
故答案為：BCD。
（2）實驗中需要用到的測量工具（儀器）有刻度尺。
（3）滑塊離開桌面后做平拋運動，在豎直方向上
在水平方向上，
滑塊在桌面上運動時，要克服摩擦力做功，由動能定理得
解得
【分析】（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，需要測出平拋運動相關物理量，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，由平拋運動物理量計算出此速度。
（2）由于測距離，所以需要刻度尺。
（3）從離開滑槽與離開桌面時的過程中，列出動能定理相關等式即可。
6．（2021高二下·奉化期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗中
①如圖所示，小海同學將變壓器的原線圈接在低壓交流電源上，小燈泡接在變壓器的副線圈上，小燈泡發光，下列說法正確的是　 　（單選）。
A．將原線圈接在電壓相同的低壓直流電源上，小燈泡亮度不變
B．電流從原線圈經鐵芯流到副線圈，最后流過小燈泡
C．將可拆變壓器的橫條鐵芯取下，小燈泡的亮度降低
②實驗過程中，小海同學聽到變壓器發出明顯的“嗡嗡”低鳴聲，引起該現象的原因可能是　 　（單選）。
A．原線圈上輸入電壓過低
B．變壓器上的兩個固定螺絲沒有擰緊
C．小燈泡與底座之間接觸不良
【答案】C；B
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】①A．將原線圈接在電壓相同的低壓直流電源時，小燈泡的亮度會發生變化，A不符合題意；
B．電流不會從原線圈經鐵芯流到副線圈，B不符合題意；
C．將可拆變壓器的橫條鐵芯取下后，導致電磁感應現象減弱，感應電流減小，故小燈泡的亮度降低，C符合題意。
故答案為：C。
②聽到變壓器發出明顯的“嗡嗡”低鳴聲，是因為變壓器上的兩個固定螺絲沒有擰緊才會出現的現象，AC不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
【分析】變壓器時通過電磁感應實現變壓的，鐵芯可以增強感應磁場的聚集。變壓器只能對交流電進行變壓。
二、夯實基礎 提升能力
7．（2022高二下·石家莊期末）有一種自動控制裝置，利用熱敏電阻作為傳感器，借助電磁開關可實現自動監控溫度，從而進行火災報警，電磁開關的內部結構如圖甲所示，1、2接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與觸點和彈簧片連接，當勵磁線圈中電流大于時，電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通；電流小于時，3、4分開，正常情況下，環境溫度保持在左右，為使環境溫度高于時報警器開始報警，請根據以下提供的器材完成自控監測火災的電路。
熱敏電阻：其電阻隨溫度變化的圖像如圖乙所示
電磁開關：線圈電阻為
電源：電動勢為，內阻可忽略
定值電阻：
報警器；開關；導線若干
（1）由圖乙可知，此熱敏電阻的阻值隨溫度按　 　（選填“線性”或“非線性”）規律變化；
（2）圖丙中定值電阻應選擇　 　（選填“”或“”）；
（3）請在圖丙中補充完整電路圖；
（4）若考慮保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加，則報警將會　 　（選填“提前”、“延后”或“不變”）。
【答案】（1）非線性
（2）
（3）
（4）延后
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖乙可知，熱敏電阻的阻值隨溫度按非線性規律變化；
（2）由題意可得，當電路電阻為
時，電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通，報警器報警。由圖乙可知，當溫度為時，熱敏電阻阻值為，則
（3）由題意得，電路圖如圖
（4）當保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加，熱敏電阻小于時，電路電流就能達到，則對應溫度高于，即報警器會延后報警。
【分析】（1）由圖乙可知，熱敏電阻的阻值隨溫度按非線性規律變化。
（2）電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通，報警器報警。
（3）由題意得電路圖。
（4）當保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加。
8．（2022高二下·新鄉期末）如圖所示，某同學想測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，設計了如下實驗方案。
（1）按照圖1安裝實驗裝置，把長木板放在水平桌面上，調節光滑定滑輪的高度，使細線與長木板平行，　 　（填“需要”或“不需要”）把長木板左端墊高；
（2）在光滑動滑輪掛鉤上掛上鉤碼，接通打點計時器電源，釋放滑塊，得到如圖2的一條紙帶，并選取了七個計數點，兩個計數點之間還有一個計時點未畫出，并測出了相鄰兩個計數點之間的距離分別是 ，已知打點計時器電源的頻率是f，力傳感器示數是F，重力加速度為g，并用天平測出了滑塊的質量M，滑塊和長木板之間的動摩擦因數 　 　（用題中給的字母表示）。
【答案】（1）不需要
（2）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由于要測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，故不需要把長木板左端墊高；
（2）每兩個計數點的時間間隔
加速度
根據牛頓第二定律可得
聯立得
【分析】（1）由于要測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，不需要把長木板左端墊高去平衡摩擦力。
（2）利用逐差法求解加速度，根據牛頓第二定律求解滑塊和長木板之間的動摩擦因數 。
9．（2022高二下·涼山期末）某研究性學習小組用圖甲裝置測定當地重力加速度，其主要操作步驟如下：
①將電磁鐵（小鐵球）、光電門調節在同一豎直線上；
②切斷電磁鐵電源，小鐵球由靜止下落，光電計時器記錄小鐵球通過光電門的時間t，并用刻度尺測量出小鐵球下落前和光電門間的距離h；
③改變光電門的位置，重復②的操作，測出多組h和t；
④計算出小鐵球每次通過光電門的速度v，作出圖像。
請結合以上操作，回答以下問題：
（1）用游標卡尺測小球的直徑，如圖乙所示，則d=　 　mm；
（2）根據數據作出圖像如圖丙，求出當地重力加速度g=　 　；
（3）該實驗裝置　 　（選填“能”或“不能”）驗證機械能守恒定律。
【答案】（1）10.0
（2）9.72
（3）能
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖可讀出
（2）根據
結合圖像斜率可知
（3）通過光電門可計算出小球的速度，可通過驗證
來驗證機械能守恒定律。
【分析】（1）由圖可讀出游標卡尺的測量結果。
（2）結合圖圖像斜率和自由落體運動公式可知，圖像斜率為2g。
（3）通過光電門動能和減小的勢能可計算出小球的速度，分別求出增加的動能和減小的勢能。
10．（高物選擇性必修二第五章傳感器 2常見傳感器的工作原理及應用【xm】）某科技小組設計了一種“車輛闖紅燈違規記錄儀”，在路面停止線前側埋上壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化如圖甲所示，和壓敏電阻組合的儀器如圖乙所示，儀器主要由控制電路和工作電路組成，控制電路中的光控開關接收到紅光時會自動閉合，接收到綠光或黃光時會自動斷開；控制電路中電源的電動勢為9 V ，內阻為2 ，繼電器線圈電阻為8 ，滑動變阻器連入電路的電阻為50 ；當控制電路中的電流大于0.06 A時，銜鐵會被吸引，從而啟動工作電路，電控照相機拍照記錄違規車輛。
（1）當紅燈亮時，若車輛越過停止線，電流表A的示數會變　 　(選填“大”或“小”)。
（2）車輛對壓敏電阻的壓力超過　 　N后，車輛闖紅燈時才會被拍照記錄。
（3）若要增大“車輛闖紅燈違規記錄儀”的靈敏度，即違規車輛對壓敏電阻的壓力比第(2)問結果小，也會被拍照記錄，則滑動變阻器的滑片應向　 　(選填“a”或“b”)端滑動。
【答案】（1）大
（2） (或5000)
（3）b
【知識點】其他實驗；歐姆定律
【解析】【解答】(1)當紅燈亮時，若車輛越過停止線，壓敏電阻所受壓力增大，阻值減小，控制電路中總電阻減小，電流增大，電流表的示數會變大。
(2)設壓敏電阻阻值為 時，控制電路中的電流等于 ，則 ，解得 。
由題圖甲可知，此時壓敏電阻受到的壓力為 ，所以車輛對壓敏電阻的壓力超過 后，車輛闖紅燈時才會被拍照記錄。
(3)若要增大“車輛間紅燈違規記錄儀”的靈敏度，即車輛對壓敏電阻的壓力小于 時也要拍照，當壓力小于 時，壓敏電阻阻值大于 ，此時若要拍照，電路中的總電阻不能大于 ，就要減小滑動變阻器接人電路的阻值，故滑片應該向 端滑動。
【分析】（1）車輛越過停止線時根據壓敏電阻發生變化，從而導致電路中的總電阻發生變化，結合歐姆定律得出電流表的示數發生變化；
（2）根據圖像得出控制電路中的電流。利用歐姆定律得出電路中的總電阻，同時得出車輛對壓敏電阻的壓力；
（3）增大“車輛間紅燈違規記錄儀”的靈敏度，壓力超過（2）中的值時壓敏電阻大于，從而判斷滑動變阻器阻值的變化情況。
11．（2024·浙江高考） 在“觀察電容器的充、放電現象”實驗中，把電阻箱（）、一節干電池、微安表（量程，零刻度在中間位置）、電容器（、）、單刀雙擲開關組裝成如圖1所示的實驗電路。
（1）把開關S接1，微安表指針迅速向右偏轉后示數逐漸減小到零：然后把開關S接2，微安表指針偏轉情況是____；
A．迅速向右偏轉后示數逐漸減小 B．向右偏轉示數逐漸增大
C．迅速向左偏轉后示數逐漸減小 D．向左偏轉示數逐漸增大
（2）再把電壓表并聯在電容器兩端，同時觀察電容器充電時電流和電壓變化情況。把開關S接1，微安表指針迅速向右偏轉后示數逐漸減小到時保持不變；電壓表示數由零逐漸增大，指針偏轉到如圖2所示位置時保持不變，則電壓表示數為　 　V，電壓表的阻值為　 　（計算結果保留兩位有效數字）。
【答案】（1）C
（2）0.50；3.1
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】（1） 開關S接1電容器充電，電容器充電電流先增大，然后減小，開關接2，電容器放電，電流反向，放電結束后電流為零，則微安表先向左偏轉，然后減小置零。
故選C。
（2）電壓表選擇量程為0-3V，分度值為0.1V，則讀數為0.50V；根據歐姆定律，電壓表的內阻為
【分析】（1）開關接1電容器充電，開關接2電容器放電。
（2）電壓表的分度值為0.1v，需要估讀到最小分度值的下一位。根據歐姆定律計算電壓表內阻。
三、思維提升 創新應用
12．（2022高二下·肥東期末）某實驗小組的同學為了研究某熱敏電阻的性質，進行了如下操作。
（1）已知該熱敏電阻的阻值隨環境溫度的升高而增大，小組同學利用伏安法測量了常溫以及高溫環境下該熱敏電阻的阻值，通過實驗數據描繪了該熱敏電阻在這兩個環境下的圖線，如圖甲所示，則圖線　 　（填“a”或“b”）對應的是高溫環境。
（2）該小組的同學為了進一步研究熱敏電阻的特性，設計了如圖乙所示的電路。實驗時，閉合開關S并調節滑動變阻器的滑片，讀出電流表的示數分別為，已知定值電阻的阻值為，電流表的內阻為，則熱敏電阻的阻值為　 　（用已知物理量符號表示）。
（3）該小組的同學得出了該熱敏電阻的阻值關于溫度t的關系式為。將該熱敏電阻接入如圖丙所示的電路中，已知恒壓電源的電壓為，定值電阻，接通電路后，理想電壓表的示數為7 V，理想電流表的示數為0.7 A，則定值電阻　 　Ω，熱敏電阻所在環境的溫度為　 　℃。
【答案】（1）b
（2）
（3）17.5；40
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1） 圖線的斜率表示電阻的倒數，圖甲中圖線b對應的阻值大于圖線a對應的阻值，所以圖線b對應的為高溫環境。
（2）由圖乙可知，通過熱敏電阻的電流為
熱敏電阻兩端電壓
則熱敏電阻的阻值為
（3）由圖丙可知，流過定值電阻的電流為
又理想電流表示數為0.7 A，則通過熱敏電阻的電流為
則定值電阻的阻值為
又兩端電壓為2 V，則
代入
解得
【分析】（1） 圖線的斜率表示電阻的倒數，圖甲中圖線b對應的阻值大于圖線a對應的阻值。
（2）由圖乙可知通過熱敏電阻的電流。由熱敏電阻兩端電壓得熱敏電阻的阻值。
（3）由理想電流表示數為0.7 A得通過熱敏電阻的電流，得定值電阻的阻值。
13．（2022高一下·新都期末）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數字計時器、帶遮光條的滑塊（質量為，其上可放鉤碼）、刻度尺，當地重力加速度為，實驗操作步驟如下：
①安裝器材，調整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；
②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；
③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質量，重復上述步驟；
④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質量M、系統（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量及系統總機械能的減少量，結果如下表所示：
0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
0.582 0.490 0.392 0.294 0.195
0.393 0.490 　 0.686 0.785
回答下列問題：
（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為　 　J（保留三位有效數字）；
（2）步驟④中的數據所缺數據為　 　；
（3）若M為橫軸，為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出圖像　 　；
若系統總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數為　 　（保留兩位有效數字）
【答案】（1）0.980
（2）0.588
（3）；0.40（0.38~0.42）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）四個鉤碼重力勢能的減少量為
（2）對滑塊和鉤碼構成的系統，由能量守恒定律可知
其中系統減少的重力勢能為
系統增加的動能為
系統減少的機械能為，則代入數據可得表格中減少的機械能為
（3）根據表格數據描點得的圖像為
根據做功關系可知
則圖像的斜率為
解得動摩擦因數為（0.38~0.42）
【分析】（1）由重力勢能表達式由求解四個鉤碼重力勢能的減少量。
（2）對滑塊和鉤碼構成的系統，由能量守恒定律列方程求解。
（3）根據表格數據描點得到圖像，圖像的斜率解得動摩擦因數。
14．（2022高二下·嘉興期末）
（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗，除有閉合鐵芯的原、副線圈外，還必須要選用的器材是____。
A． B．
C． D．
（2）某學習小組想測出某工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達到排放標準（一般工業廢水電阻率的達標值為）如圖甲所示為該同學所用盛水容器，其左、右兩側面內壁有金屬薄板（電阻極小，其余四面由絕緣材料制成，左右兩側帶有接線柱A、B。容器內表面長，寬，高。將水樣注滿容器后，進行了如下實驗操作。
①先用多用電表歐姆擋的“”擋粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙所示，則所測水樣的電阻約為　 　。
②正確連接電路后，閉合開關，測得一組U、I數據；再調節滑動變阻器，重復上述測量步驟，得出一系列數據如表所示。
1.89
圖丙的坐標紙中已描出4個點，請在答題卡相應圖中將剩余的2個點也描出，并畫出關系圖像　 　。
③由以上測量數據可求出待測水樣的電阻率為　 　（結果保留三位有效數字），該水樣是否符合排放標準　 　（選填“是”或“否”）。
【答案】（1）A；D
（2）1600；；；否
【知識點】其他實驗；電阻的測量
【解析】【解答】（1）實驗中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬用表），不需要干電池和直流電壓表，AD符合題意，BC不符合題意。
故答案為：AD。
（2）電阻讀數指針做好在中值電阻附近，根據題中圖乙讀數，電表讀數約為16，則實際電阻為
根據給出的坐標值作出對應的伏安特性曲線，描點、連線，得到圖像如圖所示
由圖像得電阻為圖像的斜率，即
根據電阻定律
解得
由上述分析可知，故不符合排放標準。
【分析】（1）實驗中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬用表交流電壓檔）
（2）阻值等于表盤示數乘以檔位。根據給出的坐標值由描點法作出對應的伏安特性曲線，由歐姆定律得電阻為圖像的斜率，由電阻定律得到電阻率。
15．（2022·鹽城模擬）阿特伍德機是著名的力學實驗裝置。繞過定滑輪的細線上懸掛質量相等的重錘A和B，在B下面再掛重物C時，由于速度變化不太快，測量運動學物理量更加方便。
（1）如圖所示，在重錘A下方固定打點計時器，用紙帶連接A，測量A的運動情況。下列操作過程正確的是____；
A．固定打點計器時應將定位軸置于系重錘A的細線的正下方
B．開始時紙帶應豎直下垂并與系重錘A的細線在同一豎直線上
C．應先松開重錘讓A向上運動，然后再接通打點計時器電源打點
D．打點結束后先將紙帶取下，再關閉打點計時器電源
（2）某次實驗結束后，打出的紙帶如圖所示，已知打點計時器所用交流電源的頻率為，則重錘A運動拖動紙帶打出H點時的瞬時速度為　 　；（結果保留三位有效數字）
（3）如果本實驗室電源頻率不足50Hz，則瞬時速度的測量值　 　（填“增大”或“減小”）；
（4）已知重錘A和B的質量均為M，某小組在重錘壁下面掛質量為m的重物C由靜止釋放驗證系統運動過程中的機械能守恒，某次實驗中從紙帶上測量A由靜止上升h高度時對應計時點的速度為v，則驗證系統機械能守恒定律的表達式是　 　；
（5）為了測定當地的重力加速度，另一小組改變重物C的質量m，測得多組m和測量對應的加速度a，在坐標上作圖如圖所示，圖線與縱軸截距為b，則當地的重力加速度為　 　。
【答案】（1）B
（2）1.13
（3）增大
（4）
（5）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）AB．開始時紙帶應豎直下垂并與系重錘A的細線在同一豎直線上，從而盡可能減小紙帶運動過程中所受的摩擦阻力，所以打點計時器振針應置于系重錘A的細線的正下方，而定位軸的位置在復寫紙中心，在振針旁邊，所以定位軸不應在重錘A的細線的正下方，A不符合題意，B符合題意；
C．由于重錘A速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當的數據點，實驗時應先接通打點計時器電源，再釋放重錘A，C不符合題意；
D．打點結束后應先關閉打點計時器電源，再取下紙帶，D不符合題意。
故答案為：B。
（2）打H點時重錘A的瞬時速度等于打G、J兩點間的平均速度，即
（3）如果本實驗室電源頻率不足50Hz，則計算瞬時速度時所代入的T值比實際值偏小，從而使瞬時速度的測量值增大。
（4）根據機械能守恒定律有
整理得
（5）對A、B、C整體根據牛頓第二定律有
整理得
由題意可知
解得
【分析】（1）紙帶豎直，減小紙帶運動過程中所受的摩擦阻力，實驗時應先接通打點計時器電源，再釋放重錘可以使紙帶上打出更多的點。
（2）勻變速直線運動的中間時刻瞬時速度等于全程平均速度。
（3）打點計時器打點周期和打點頻率互為倒數，頻率小，周期大。
（4）根據機械能守恒定律有得到對應表達式。
（5）根據牛頓第二定律分別對每個物體列出方程，化簡后得到整體的牛頓第二定律表達式。
16．（2022高三上·湖北期末）現要組裝一個酒精測試儀，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，此傳感器的電阻R隨酒精氣體濃度的變化而變化，規律如圖甲所示。目前國際公認的酒駕標準是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”，醉駕標準是“酒精氣體濃度≥0.8 mg/mL”。提供的器材有：
A．二氧化錫半導體型酒精傳感器Rx
B．直流電源（電動勢為4V，內阻不計）
C．電壓表（量程為3V，內阻非常大，作為濃度表使用）
D．電阻箱（最大阻值為999.9Ω）
E．定值電阻R1（阻值為50Ω）
F．定值電阻R2（阻值為10Ω）
G．單刀雙挪開關一個，導線若干
（1）圖乙是酒精測試儀電路圖，請在圖丙中完成實物連線；
（2）電路中R應選用定值電阻　 　（填R1或R2）；
（3）為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀：
①電路接通前，先將電阻箱調為30.0Ω，然后開關向　 　（填“c”或“d”）端閉合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為　 　mg/mL；
②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數不斷變大按照甲圖數據將電壓表上“電壓”刻度線標為“酒精濃度”；
③將開關向另一端閉合，測試儀即可正常使用。
（4）某同學將調適好的酒精測試儀靠近酒精瓶口，發現該表顯示為醉駕，則電壓表的實際電壓為　 　。
【答案】（1）
（2）R2
（3）c；0.2
（4）大于等于2V（或大于等于2V小于等于3V）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】(1)實物連續如圖所示
(2)在乙圖中，根據閉合電路歐姆定律，電壓表的讀數為
因為電壓表的量程為3V，所以
根據圖甲
解得
故答案為：R2。
(3)為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀：
①電路接通前，先將電阻箱調為30.0Ω，然后開關向c端閉合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為0.2mg/mL；
(4)某同學將調適好的酒精測試儀靠近酒精瓶口，發現該表顯示為醉駕，根據規定，醉駕時的酒精氣體濃度為0.8 mg/mL，根據圖乙查得與0.8 mg/mL對應的電阻值是
10Ω，則電壓表的實際電壓為
所以，醉駕時電壓表的電壓大于等于2V。
【分析】（1）根據酒精測試儀的實驗原理連接電路圖；
（2）根據閉合電路歐姆定律得出電路中R應選用定值電阻 ；
（3）開關接通前，將開關線C閉合，從而得出電壓表的刻度線；
（4）根據過年的規定以閉合電路歐姆定律得出醉駕時電壓表的電壓。
17．（2021高二下·渭濱期末）為了研究光敏電阻在室內正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關系，某同學用如圖甲所示的電路進行實驗，得出兩種U I圖線，如圖乙所示。
（1）根據U I圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為　 　Ω，強光照射時的阻值為　 　Ω；
（2）若實驗中所用電壓表的內阻約為5 kΩ，毫安表的內阻約為100 Ω，考慮到電表內阻對實驗結果的影響，此實驗中　 　（選填“正常光照射時”或“強光照射時”）測得的電阻誤差較大。若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表的連接方式采用　 　（選填“內接”或“外接”）法進行實驗，實驗結果較為準確。
【答案】（1）3000；200
（2）強光照射時；外接
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】(1)光敏電阻的阻值隨光照的增強而減小，結合圖乙知正常光照射時光敏電阻的阻值為
強光照射時光敏電阻的阻值為
(2)實驗電路采用的是毫安表內接法，由于毫安表的分壓作用，測得的結果比真實值偏大，當待測電阻遠大于毫安表內阻時實驗誤差較小，所以強光照射時實驗誤差較大；強光照射時采用毫安表外接法，電壓表的分流作用較小，故實驗結果較為準確。
【分析】根據歐姆定律求出該光敏電阻在正常光和強光照射時的阻值；再結合實驗原理分析毫安表的連接方式。
四、直擊高考 達成素養
18．（2022·浙江）
（1）探究滑動變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑片P從A移到B的過程中，負載電阻R兩端的電壓變化。
①圖2為實驗器材部分連線圖，還需要　 　（選填af、bf、fd、fc、ce或cg）連線（多選）。
②圖3所示電壓表的示數為　 　V。
③已知滑動變阻器的最大阻值R0=10Ω，額定電流I=1.0A。選擇負載電阻R=10Ω，以R兩端電壓U為縱軸，為 橫軸（x為AP的長度，L為AB的長度），得到 分壓特性曲線為圖4中的“I”；當R=100Ω，分壓特性曲線對應圖4中的　 　（選填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；則滑動變阻器最大阻值的選擇依據是　 　。
（2）兩個相同的電流表G1和G2如圖5所示連接，晃動G1表，當指針向左偏轉時，靜止的G2表的指針也向左偏轉，原因是_________（多選）。
A．兩表都是“發電機”
B．G1表是“發電機”，G2表是“電動機”
C．G1表和G2表之間存在互感現象
D．G1表產生的電流流入G2表，產生的安培力使G2表指針偏轉
【答案】（1） 、 、 ；；Ⅱ；
（2）B；D
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）①由實驗電路圖可知，還需要af、fd、ce連線；
②由題可知，電壓表的示數為1.50V，注意估讀。
③假定AP部分的電阻為，分別與10Ω與100Ω并聯再與BP部分的電阻串聯；由于相同的與100Ω并聯后的電阻較與10Ω并聯后的電阻大，則根據閉合電路的歐姆定律可知，滑片在相同位置下，負載電阻越大，其兩端電壓越大；即在相同橫坐標下，此時負載100Ω時，電壓表的示數應該較曲線為圖4中的“I”來得大，故應該選“Ⅱ”。
由上述分析可知，對于不同的負載電阻，調節滑動觸頭時負載兩端的電壓變化規律不同，當負載電阻小于滑動變阻器最大阻值時，負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更迅速變化；當負載電阻大于滑動變阻器最大阻值時，負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更加平穩變化，從而獲得更多的實驗數據。所以，在保證電路安全的情況下，滑動變阻器最大阻值的選擇依據是相比負載電阻越小越好，即。
（2）據題意可知：電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈，G1和G2用導線連接起來．當晃動動G1時，相當于G1中的線圈做切割磁感線運動，電路中會產生感應電流；由于兩個電表構成了閉合電路，則電流會通過G2表中的線圈，而該線圈處于磁場中，由于通電導線在磁場中受力的作用，G2的指針也會偏轉；則G1表相當于“發電機”，G2表相當于“電動機”，故AC錯誤，BD正確。
故選BD。
【分析】(1)根據實驗電路圖進行連線即可；根據電壓表的讀數原則進行讀數，注意估讀；滑動變阻器采用分壓接法時，在保證電路安全的前提下，阻值越小越好，
（2）根據電動機和發電機的原理和電路的結構進行分析求解。
19．（2024·重慶） 探究電容器充放電規律，實驗裝置如圖甲所示，有電源E，定值電阻R0，電容器C，單刀雙置開關S。
（1）為測量電容器充放電過程電壓U和電流I變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應該接入測　 　（電流、電壓）儀器。
（2）接通電路并接通開關，當電壓表示數最大時，電流表示數為　 　。
（3）根據測到數據，某過程中電容器兩端電壓U與電流I的關系圖如圖乙所示。該過程為　 　（充電，放電）。放電過程中電容器兩端電壓U隨時間t變化關系如圖丙所示。0.2s時R0消耗的功率　 　W。
【答案】（1）電壓
（2）0
（3）放電；0.32
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】（1）電壓測量儀與電路并聯，位置②與電容器并聯，則②為測電壓儀器。
（2）充電過程，電容器兩極板電勢差逐漸增大，回路中電流逐漸減小，電壓表示數最大時，此時電容器充電完畢，回路中電流為零，即兩極板的電流表示數為零。
（3）電容器放電過程，兩極板的電壓和回路中的電流都減小，由圖像可知，該過程為電容器放電過程。
由圖丙可知，t=0.2s時電容器兩端電壓為U=8V，由圖乙可知，當U=8V時，電流I=40mA，則電阻R0消耗的功率為
【分析】（1）根據電路圖確定測量儀器與電容器的連接方式，再根據電流測量儀與電路串聯，電壓測量儀與電容并聯進行判斷接入的測量儀；
（2）電容器充電完成時，電容器兩極板的電勢差最大，測量儀的示數最大，充電完成后，回路中電流為零；
（3）電容器放電過程，電容器放電時電壓和電流都減小。根據圖丙確定0.2s時電容器兩端電壓，再確定圖乙確定此時的電流，再結合電功率公式進行解答。
20．（2024·海南） 用如圖a所示的電路觀察電容器的充放電現象，實驗器材有電源E、電容器C、電壓表、電流表、電流傳感器、計算機、定值電阻R、單刀雙擲開關、開關、導線若干
（1）閉合開關，將接1，電壓表示數增大，最后穩定在12.3V。在此過程中，電流表的示數____（填選項標號）
A．一直穩定在某一數值
B．先增大，后逐漸減小為零
C．先增大，后穩定在某一非零數值
（2）先后斷開開關、，將電流表更換成電流傳感器，再將接2，此時通過定值電阻R的電流方向　 　（選填“”或“”），通過傳感器將電流信息傳入計算機，畫出電流隨時間變化的圖像，如圖b，時，圖中M、N區域面積比為8∶7，可求出　 　（保留2位有效數字）。
【答案】（1）B
（2）a → b；5.2
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】(1)電容器充電過程中，電路剛接通后，電流表示數從0增大某一最大值，后隨著電容器的不斷充電，電路中的充電電流在減小，當充電結束電路穩定后，電路相當于開路，因此電流為0A，故AC錯誤，B正確；
故選：B。
(2)由電路圖a可知，充電結束后電容器上極板帶正電；，將S1接2，電容器放電，此時通過定值電阻R的電流方向a→b；由圖b可知，t=2s時，I=1.10mA，因此電容器兩端的電壓為U2=IR=1.10×10-3×R；電容器開始放電前兩端電壓為12.3V，根據圖b可知，I-t圖像與橫軸圍成的面積表示放電量，則0-2s間的放電量為Q1= △U·C =(12.3-1.10×10-3×R)C，2s后到放電結束間放電量為Q2 =△U'·C=1.10×10-3RC，由題意得Q1：Q2=8：7，解得R=5.2kΩ。
故答案為：(1)B；(2)a → b；5.2。
【分析】(1)根據電容器充電過程中電流變化特點分析 電流表的示數變化；
(2)根據電容器放電，判斷電路中電流方向；根據歐姆定律和Q=UC，分別求出Q1、Q2，進一步求得電阻R。
21．（2024·湖南）某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規律，搭建了如圖（a）所示的裝置。電阻測量原理如圖（b）所示，E 是電源，V 為電壓表，A 為電流表。
⑴保持玻璃管內壓強為 1 個標準大氣壓，電流表示數為 100mA，電壓表量程為 3V，表盤如圖（c）所示，示數為　 　V，此時金屬絲阻值的測量值 R 為　 　Ω（保留 3位有效數字）；
⑵打開抽氣泵，降低玻璃管內氣壓 p，保持電流 I 不變，讀出電壓表示數 U，計算出對應的金屬絲阻值；
⑶根據測量數據繪制 R-p 關系圖線，如圖（d）所示；
⑷如果玻璃管內氣壓是 0.5 個標準大氣壓，保持電流為 100mA，電壓表指針應該在圖（c）指針位置的　 　側（填“左”或“右”）；
⑸若電壓表是非理想電壓表，則金屬絲電阻的測量值　 　真實值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】1.23；12.3；右側；小于
【知識點】伏安法測電阻
【解析】【解答】 （1）電壓表量程為0～3V，其分度值為0.1V，讀數需估讀到分度值下一位，電壓表示數為1.23V。
根據歐姆定律可得金屬絲阻值的測量值為：
（4）當玻璃管內氣壓是0.5個標準大氣壓時，相比1個標準大氣壓，玻璃管內氣壓降低了，根據R-p關系圖線可知電阻阻值R增大了，電流不變，根據歐姆定律可得電壓表示數增大，指針應該在圖（c）指針位置的右側。
（5）若電壓表是非理想電壓表，由于采用的是電流表外接法測量的電阻值，存在電壓表分流的影響，所以電流測量值偏大，根據歐姆定律，可知金屬絲電阻的測量值小于真實值。
故答案為：（1）1.23；12.3；（4）右；（5）小于
【分析】 （1）根據電壓表的量程確定分度值，判斷讀數需要估讀的位數，然后進行讀數。根據歐姆定律求解金屬絲阻值的測量值。
（4）玻璃管內的氣壓較之前降低了，根據R-p關系圖線判斷電阻阻值的變化，根據歐姆定律判斷電壓表示數的變化。
（5）根據采用的是電流表外接法測量的電阻值，確定誤差產生的原因，根據歐姆定律判斷金屬絲電阻的測量值與真實值的關系。
22．（2024·廣東）某科技小組模仿太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統，制作光源跟蹤演示裝置，實現太陽能電池板方向的調整，使電池板正對光源。
圖甲是光照方向檢測電路，所用器材有：電源E（電動勢3V）；電壓表V1和V2（量程均有3V和15V，內阻均可視為無窮大）；滑動變阻器R；兩個相同的光敏電阻RG1和RG2；開關S；手電筒；導線若干。圖乙是實物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側裝有光敏電阻，電池板固定在電動機轉軸上，控制單元與檢測電路的連接未畫出，控制單元對光照方向檢測電路無影響。
請完成下列實驗操作和判斷。
（1）電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路，請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關S和電壓表V1間的實物圖連線　 　.
（2）光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于　 　端。用手電筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S，將R的滑片緩慢滑到某一位置。V1的示數如圖丙所示，讀數U1為　 　 V。V2的示數U2為1.17V，由此可知，表面光照強度較小的光敏電阻的阻值　 　(填“較大”或“較小”).
③斷開S。
（3）光源跟蹤測試.
光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S，并啟動控制單元，控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓，控制電動機轉動。此時兩電壓表的示數U1＜U2，圖乙中的電動機帶動電池板　 　(填“逆時針”或“順時針”)轉動， 直至 　 　時停止轉動，電池板正對手電筒發出的光。
【答案】（1）
（2）b；1.60；較大
（3）逆時針；U1=U2
【知識點】研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性
【解析】【解答】（1）電路連線如圖
（2）①為了保證電路的安全，實驗開始前要將R的滑片置于阻值最大處，即置于b端。
②電壓表量程為3V，最小刻度為0.1V，則讀數為1.60V；電壓表U1比電壓表U2的示數大，說明RG1＞RG2，由此可知表面光照強度較小的光敏電阻的阻值較大。
（3）電壓表的示數U1＜U2，說明RG1表面的光照強度比RG2表面的大，因此電動機帶動電池板逆時針轉動，直至U1=U2，時停止轉動，電池板正對手電筒發出的光。
故答案為：（1）如解答圖所示；（2）①b；②1.60；較大；（3）逆時針；U1=U2
【分析】 （1）根據電路圖得出對應的實物連線圖；
（2）①為了保證電路的安全，要讓實驗前連入電路中的阻值最大；
②根據電壓表的讀數規則得出對應的示數，結合電路構造和光照強度的大小關系分析出光敏電阻的阻值大小關系；
（3）根據電動機的工作原理分析出電池板的轉動方向和穩定狀態下的電壓關系。
23．（2024·河北）某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數字電壓表、數字電流表、滑動變阻器R（最大阻值）、白熾燈、可調電阻、發光二極管LED、光敏電阻、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。
（1）判斷發光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置（見圖2）；對調紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖（2），由此判斷M端為二極管的　 　（填“正極”或“負極”）。
（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線和的另一端應分別連接滑動變阻器的　 　、　 　、　 　接線柱（以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”）。
②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而　 　（填“增大”或“減小”）。
（3）組裝光強報警器電路并測試其功能圖5為利用光敏電阻、發光二極管、三極管（當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通）等元件設計的電路。組裝好光強報警器后，在測試過程中發現，當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時，發光二極管并不發光，為使報警器正常工作，應　 　（填“增大”或“減小”）可調電阻的阻值，直至發光二極管發光。
【答案】（1）負極
（2）A；A；D/C；減小
（3）增大
【知識點】生活中常見的傳感器；研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性；練習使用多用電表
【解析】【解答】 （1）歐姆擋的黑表筆是電流流出的接線柱，即其與內接電源的正極相接，由題意可知黑表筆與M相接時，電阻為無窮大，所以此種情況為二極管反向連接，故M端為二極管的負極；
（2）根據題意要求滑動變阻器采用分壓接法，故導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的A、A、D（或C）端。
I-U圖像上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，從題圖的光敏電阻的伏安特性曲線可以看出：RⅠ＞RⅡ＞RⅢ，根據題意可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減小；
（3）由題意可知，當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通，結合光敏電阻RG與R1的串聯關系，要增大基極電流，則要增大be間的電壓，則必須增大R1的電阻。
故答案為：（1）負極；（2）①A、A、D（或C）；②減小；（3）增大。
【分析】 （1）二極管正向偏壓時電阻很小，二極管反向偏壓時內阻很大，根據題意確定二極管的正負極；
（2）根據實驗要求光敏電阻兩端的電壓從0開始調節．可知滑動變阻器采用分壓接法，從而得到各接線柱的接端，并根據圖像的特征判斷電阻值隨光照的強度變化情況；
（3）使用該電路實現報警，—要使三極管導通，使電路獲得足夠的基極電流，從而確定R1的變化。
（2024·上海真題）光的行為曾令物理學家感到困惑。雙縫干涉、光電效應等具有里程碑意義的實驗。逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對光的認識不斷深入，引發了具有深遠意義的物理學革命。
24．在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。
①實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發出的光波波長為　 　。
A.
B.
C.
D.
②在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比　 　
A.增加
B.不變
C.減小
③移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有　 　
A.減小縫寬
B.使單縫靠近傳感器
C.增大縫寬
D.使單縫遠離傳感器
25．某紫外激光波長為λ，其單個光子能量為　 　 。若用該激光做光電效應實驗，所用光電材料的截止頻率為ν0，則逸出光電子的最大初動能為　 　。(普朗克常量為h，真空中光速為c）
【答案】24．B；B；AD
25．；
【知識點】用雙縫干涉測光波的波長；光電效應
【解析】【分析】（1）①根據干涉條紋間距公式和計算干涉條紋的距離聯立求解波長表達式；
②根據干涉條紋間距公式涉及的物理量進行分析求解；
③根據單縫衍射和雙縫干涉的區別以及相關的因素進行分析求解；
（2）根據激光的波長和頻率關系列式求解光子能量以及由最大初動能的方程列式求解。
24．①N條暗條紋間距為D，說明條紋間距，又 解得 ，故ACD錯誤，B正確，故選：B。
②加偏振片不會改變光的波長，根據公式 可知，條紋間距不變，故B正確，AC錯誤。故選：B。
③移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發生單縫衍射現象，根據單縫衍射規律，減小縫的寬度、增加單縫到光強分布傳感器的距離可以增大中央亮紋寬度。故AD正確，BC錯誤，故選：AD。
25．單個光子頻率為 ，根據公式有單個光子能量 ，所用光電材料的截止頻率為ν0，則逸出功為W0=hν0，根據愛因斯坦光電效應方程可知，逸出光電子最大初動能為
1 / 1創新專題實驗——《實驗原理、器材、目的創新》專項提升
一、典型例題 方法賞析
1．（2022高三上·貴陽期末）為探究電源的輸出功率P與外電路的電阻R之間的關系，某同學設計了如圖甲所示的實驗電路.實驗中以蓄電池作為電源，為了便于進行實驗和保護蓄電池，該同學給蓄電池串聯了一個定值電阻R0，把它們看作一個新電源（圖中虛線框內部分）。實驗中，多次調節外電阻R，讀出電壓表和電流表的示數U和I，由測得的數據描繪出如圖乙所示的U﹣I圖像。
（1）根據題述及圖上信息可以得到，新電源輸出功率的最大值為 　 　W，對應的外電阻的阻值為 　 　Ω；
（2）若與電源串聯的定值電阻的阻值R0＝7Ω，則可以求得蓄電池的電動勢E0＝　 　V，內電阻r0＝　 　Ω；
（3）該同學分析了實驗中由電表內電阻引起的實驗誤差。在圖丙中，實線是根據本實驗的數據描點作圖得到的U﹣I圖像；虛線是該電源在沒有電表內電阻影響的理想情況下所對應的U﹣I圖像，則可能正確的是 　 　。
2．（2022高二下·上饒期末）傳感器是一種將非電學量轉換成電信號的檢測裝置，它是實現自動檢測和自動控制的手搖環節；某物理課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的動能定理．如圖甲所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度．已知小車質量為200g．
（1）某次實驗得出拉力F隨位移s變化規律如圖乙所示，速度v隨位移s變化規律如圖丙所示．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中力F做功W=　 　J，此過程動能的變化△Ek=　 　J（保留2位有效數字）．
（2）下列情況中可減小實驗誤差的操作是____．（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠小于小車的重力
B．實驗時要先平衡摩擦力
C．要使細繩與滑板表面平行
3．（2022高二下·三明期末）某同學用匝數可調的可拆變壓器來探究“變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗：
（1）下列操作正確的是____。
A．原線圈接學生電源直流電壓，電表置于直流電壓擋
B．原線圈接學生電源交流電壓，電表置于交流電壓擋
（2）如圖甲所示，一變壓器的副線圈匝數模糊不清，該同學為確定其匝數，原線圈選擇“0”、“8”（×100匝）接線柱，測得電源電壓為10.0V，副線圈電壓為4.9V，則此時接入的副線圈可能是____。
A．“0”、“2”接線柱 B．“0”、“4”接線柱
（3）如圖乙所示，探究鐵芯在變壓器中的用途時，該同學先將上方的鐵芯取出，再將鐵芯緩慢向左水平推入，則觀察到小燈泡亮度變化與鐵芯作用分析正確的是____。
A．小燈泡變亮
B．小燈泡變暗
C．鐵芯起到傳送能量的作用
D．若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象更明顯
（4）你認為該實驗的系統誤差主要來源是　 　（寫出一條即可）。
4．（2022高二下·洛陽期中）小明同學用如圖所示的實驗裝置測量普朗克常量和某金屬的逸出功，通過改變入射光的頻率并測出對應的遏止電壓U繪制圖像如圖甲所示，已知電子所帶電荷量大小是。
（1）普朗克常量h=　 　，此金屬的逸出功W=　 　。（用e、、、、表示）
（2）另一同學用小明同學的數據繪制（其中I為Ｇ的讀數）圖線如圖乙中d所示。他用相同實驗裝置，但只增大入射光強，則此時圖線應是圖乙中的　 　（填“a”“b”或“c”）。
5．（2021高一下·寧鄉市期末）為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，其中圓弧形滑槽末端與桌面相切。第一次實驗時，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端與桌面右端對齊，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平地面上的點；第二次實驗時，滑槽固定于桌面左側，測出滑槽末端與桌面右端的距離為，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面上的點。已知重力加速度為，不計空氣阻力，滑塊與滑槽之間有摩擦力。
（1）實驗還需要測出的物理量是____（用代號表示）
A．滑槽的高度 B．桌子的高度 C．點到點的距離
D．點到點的距離 E．滑塊的質量
（2）實驗中需要用到的測量工具（儀器）有　 　
（3）寫出動摩擦因數的表達式是　 　
6．（2021高二下·奉化期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗中
①如圖所示，小海同學將變壓器的原線圈接在低壓交流電源上，小燈泡接在變壓器的副線圈上，小燈泡發光，下列說法正確的是　 　（單選）。
A．將原線圈接在電壓相同的低壓直流電源上，小燈泡亮度不變
B．電流從原線圈經鐵芯流到副線圈，最后流過小燈泡
C．將可拆變壓器的橫條鐵芯取下，小燈泡的亮度降低
②實驗過程中，小海同學聽到變壓器發出明顯的“嗡嗡”低鳴聲，引起該現象的原因可能是　 　（單選）。
A．原線圈上輸入電壓過低
B．變壓器上的兩個固定螺絲沒有擰緊
C．小燈泡與底座之間接觸不良
二、夯實基礎 提升能力
7．（2022高二下·石家莊期末）有一種自動控制裝置，利用熱敏電阻作為傳感器，借助電磁開關可實現自動監控溫度，從而進行火災報警，電磁開關的內部結構如圖甲所示，1、2接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與觸點和彈簧片連接，當勵磁線圈中電流大于時，電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通；電流小于時，3、4分開，正常情況下，環境溫度保持在左右，為使環境溫度高于時報警器開始報警，請根據以下提供的器材完成自控監測火災的電路。
熱敏電阻：其電阻隨溫度變化的圖像如圖乙所示
電磁開關：線圈電阻為
電源：電動勢為，內阻可忽略
定值電阻：
報警器；開關；導線若干
（1）由圖乙可知，此熱敏電阻的阻值隨溫度按　 　（選填“線性”或“非線性”）規律變化；
（2）圖丙中定值電阻應選擇　 　（選填“”或“”）；
（3）請在圖丙中補充完整電路圖；
（4）若考慮保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加，則報警將會　 　（選填“提前”、“延后”或“不變”）。
8．（2022高二下·新鄉期末）如圖所示，某同學想測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，設計了如下實驗方案。
（1）按照圖1安裝實驗裝置，把長木板放在水平桌面上，調節光滑定滑輪的高度，使細線與長木板平行，　 　（填“需要”或“不需要”）把長木板左端墊高；
（2）在光滑動滑輪掛鉤上掛上鉤碼，接通打點計時器電源，釋放滑塊，得到如圖2的一條紙帶，并選取了七個計數點，兩個計數點之間還有一個計時點未畫出，并測出了相鄰兩個計數點之間的距離分別是 ，已知打點計時器電源的頻率是f，力傳感器示數是F，重力加速度為g，并用天平測出了滑塊的質量M，滑塊和長木板之間的動摩擦因數 　 　（用題中給的字母表示）。
9．（2022高二下·涼山期末）某研究性學習小組用圖甲裝置測定當地重力加速度，其主要操作步驟如下：
①將電磁鐵（小鐵球）、光電門調節在同一豎直線上；
②切斷電磁鐵電源，小鐵球由靜止下落，光電計時器記錄小鐵球通過光電門的時間t，并用刻度尺測量出小鐵球下落前和光電門間的距離h；
③改變光電門的位置，重復②的操作，測出多組h和t；
④計算出小鐵球每次通過光電門的速度v，作出圖像。
請結合以上操作，回答以下問題：
（1）用游標卡尺測小球的直徑，如圖乙所示，則d=　 　mm；
（2）根據數據作出圖像如圖丙，求出當地重力加速度g=　 　；
（3）該實驗裝置　 　（選填“能”或“不能”）驗證機械能守恒定律。
10．（高物選擇性必修二第五章傳感器 2常見傳感器的工作原理及應用【xm】）某科技小組設計了一種“車輛闖紅燈違規記錄儀”，在路面停止線前側埋上壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化如圖甲所示，和壓敏電阻組合的儀器如圖乙所示，儀器主要由控制電路和工作電路組成，控制電路中的光控開關接收到紅光時會自動閉合，接收到綠光或黃光時會自動斷開；控制電路中電源的電動勢為9 V ，內阻為2 ，繼電器線圈電阻為8 ，滑動變阻器連入電路的電阻為50 ；當控制電路中的電流大于0.06 A時，銜鐵會被吸引，從而啟動工作電路，電控照相機拍照記錄違規車輛。
（1）當紅燈亮時，若車輛越過停止線，電流表A的示數會變　 　(選填“大”或“小”)。
（2）車輛對壓敏電阻的壓力超過　 　N后，車輛闖紅燈時才會被拍照記錄。
（3）若要增大“車輛闖紅燈違規記錄儀”的靈敏度，即違規車輛對壓敏電阻的壓力比第(2)問結果小，也會被拍照記錄，則滑動變阻器的滑片應向　 　(選填“a”或“b”)端滑動。
11．（2024·浙江高考） 在“觀察電容器的充、放電現象”實驗中，把電阻箱（）、一節干電池、微安表（量程，零刻度在中間位置）、電容器（、）、單刀雙擲開關組裝成如圖1所示的實驗電路。
（1）把開關S接1，微安表指針迅速向右偏轉后示數逐漸減小到零：然后把開關S接2，微安表指針偏轉情況是____；
A．迅速向右偏轉后示數逐漸減小 B．向右偏轉示數逐漸增大
C．迅速向左偏轉后示數逐漸減小 D．向左偏轉示數逐漸增大
（2）再把電壓表并聯在電容器兩端，同時觀察電容器充電時電流和電壓變化情況。把開關S接1，微安表指針迅速向右偏轉后示數逐漸減小到時保持不變；電壓表示數由零逐漸增大，指針偏轉到如圖2所示位置時保持不變，則電壓表示數為　 　V，電壓表的阻值為　 　（計算結果保留兩位有效數字）。
三、思維提升 創新應用
12．（2022高二下·肥東期末）某實驗小組的同學為了研究某熱敏電阻的性質，進行了如下操作。
（1）已知該熱敏電阻的阻值隨環境溫度的升高而增大，小組同學利用伏安法測量了常溫以及高溫環境下該熱敏電阻的阻值，通過實驗數據描繪了該熱敏電阻在這兩個環境下的圖線，如圖甲所示，則圖線　 　（填“a”或“b”）對應的是高溫環境。
（2）該小組的同學為了進一步研究熱敏電阻的特性，設計了如圖乙所示的電路。實驗時，閉合開關S并調節滑動變阻器的滑片，讀出電流表的示數分別為，已知定值電阻的阻值為，電流表的內阻為，則熱敏電阻的阻值為　 　（用已知物理量符號表示）。
（3）該小組的同學得出了該熱敏電阻的阻值關于溫度t的關系式為。將該熱敏電阻接入如圖丙所示的電路中，已知恒壓電源的電壓為，定值電阻，接通電路后，理想電壓表的示數為7 V，理想電流表的示數為0.7 A，則定值電阻　 　Ω，熱敏電阻所在環境的溫度為　 　℃。
13．（2022高一下·新都期末）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數字計時器、帶遮光條的滑塊（質量為，其上可放鉤碼）、刻度尺，當地重力加速度為，實驗操作步驟如下：
①安裝器材，調整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；
②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；
③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質量，重復上述步驟；
④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質量M、系統（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量及系統總機械能的減少量，結果如下表所示：
0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
0.582 0.490 0.392 0.294 0.195
0.393 0.490 　 0.686 0.785
回答下列問題：
（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為　 　J（保留三位有效數字）；
（2）步驟④中的數據所缺數據為　 　；
（3）若M為橫軸，為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出圖像　 　；
若系統總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數為　 　（保留兩位有效數字）
14．（2022高二下·嘉興期末）
（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗，除有閉合鐵芯的原、副線圈外，還必須要選用的器材是____。
A． B．
C． D．
（2）某學習小組想測出某工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達到排放標準（一般工業廢水電阻率的達標值為）如圖甲所示為該同學所用盛水容器，其左、右兩側面內壁有金屬薄板（電阻極小，其余四面由絕緣材料制成，左右兩側帶有接線柱A、B。容器內表面長，寬，高。將水樣注滿容器后，進行了如下實驗操作。
①先用多用電表歐姆擋的“”擋粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙所示，則所測水樣的電阻約為　 　。
②正確連接電路后，閉合開關，測得一組U、I數據；再調節滑動變阻器，重復上述測量步驟，得出一系列數據如表所示。
1.89
圖丙的坐標紙中已描出4個點，請在答題卡相應圖中將剩余的2個點也描出，并畫出關系圖像　 　。
③由以上測量數據可求出待測水樣的電阻率為　 　（結果保留三位有效數字），該水樣是否符合排放標準　 　（選填“是”或“否”）。
15．（2022·鹽城模擬）阿特伍德機是著名的力學實驗裝置。繞過定滑輪的細線上懸掛質量相等的重錘A和B，在B下面再掛重物C時，由于速度變化不太快，測量運動學物理量更加方便。
（1）如圖所示，在重錘A下方固定打點計時器，用紙帶連接A，測量A的運動情況。下列操作過程正確的是____；
A．固定打點計器時應將定位軸置于系重錘A的細線的正下方
B．開始時紙帶應豎直下垂并與系重錘A的細線在同一豎直線上
C．應先松開重錘讓A向上運動，然后再接通打點計時器電源打點
D．打點結束后先將紙帶取下，再關閉打點計時器電源
（2）某次實驗結束后，打出的紙帶如圖所示，已知打點計時器所用交流電源的頻率為，則重錘A運動拖動紙帶打出H點時的瞬時速度為　 　；（結果保留三位有效數字）
（3）如果本實驗室電源頻率不足50Hz，則瞬時速度的測量值　 　（填“增大”或“減小”）；
（4）已知重錘A和B的質量均為M，某小組在重錘壁下面掛質量為m的重物C由靜止釋放驗證系統運動過程中的機械能守恒，某次實驗中從紙帶上測量A由靜止上升h高度時對應計時點的速度為v，則驗證系統機械能守恒定律的表達式是　 　；
（5）為了測定當地的重力加速度，另一小組改變重物C的質量m，測得多組m和測量對應的加速度a，在坐標上作圖如圖所示，圖線與縱軸截距為b，則當地的重力加速度為　 　。
16．（2022高三上·湖北期末）現要組裝一個酒精測試儀，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，此傳感器的電阻R隨酒精氣體濃度的變化而變化，規律如圖甲所示。目前國際公認的酒駕標準是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”，醉駕標準是“酒精氣體濃度≥0.8 mg/mL”。提供的器材有：
A．二氧化錫半導體型酒精傳感器Rx
B．直流電源（電動勢為4V，內阻不計）
C．電壓表（量程為3V，內阻非常大，作為濃度表使用）
D．電阻箱（最大阻值為999.9Ω）
E．定值電阻R1（阻值為50Ω）
F．定值電阻R2（阻值為10Ω）
G．單刀雙挪開關一個，導線若干
（1）圖乙是酒精測試儀電路圖，請在圖丙中完成實物連線；
（2）電路中R應選用定值電阻　 　（填R1或R2）；
（3）為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀：
①電路接通前，先將電阻箱調為30.0Ω，然后開關向　 　（填“c”或“d”）端閉合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為　 　mg/mL；
②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數不斷變大按照甲圖數據將電壓表上“電壓”刻度線標為“酒精濃度”；
③將開關向另一端閉合，測試儀即可正常使用。
（4）某同學將調適好的酒精測試儀靠近酒精瓶口，發現該表顯示為醉駕，則電壓表的實際電壓為　 　。
17．（2021高二下·渭濱期末）為了研究光敏電阻在室內正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關系，某同學用如圖甲所示的電路進行實驗，得出兩種U I圖線，如圖乙所示。
（1）根據U I圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為　 　Ω，強光照射時的阻值為　 　Ω；
（2）若實驗中所用電壓表的內阻約為5 kΩ，毫安表的內阻約為100 Ω，考慮到電表內阻對實驗結果的影響，此實驗中　 　（選填“正常光照射時”或“強光照射時”）測得的電阻誤差較大。若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表的連接方式采用　 　（選填“內接”或“外接”）法進行實驗，實驗結果較為準確。
四、直擊高考 達成素養
18．（2022·浙江）
（1）探究滑動變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑片P從A移到B的過程中，負載電阻R兩端的電壓變化。
①圖2為實驗器材部分連線圖，還需要　 　（選填af、bf、fd、fc、ce或cg）連線（多選）。
②圖3所示電壓表的示數為　 　V。
③已知滑動變阻器的最大阻值R0=10Ω，額定電流I=1.0A。選擇負載電阻R=10Ω，以R兩端電壓U為縱軸，為 橫軸（x為AP的長度，L為AB的長度），得到 分壓特性曲線為圖4中的“I”；當R=100Ω，分壓特性曲線對應圖4中的　 　（選填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；則滑動變阻器最大阻值的選擇依據是　 　。
（2）兩個相同的電流表G1和G2如圖5所示連接，晃動G1表，當指針向左偏轉時，靜止的G2表的指針也向左偏轉，原因是_________（多選）。
A．兩表都是“發電機”
B．G1表是“發電機”，G2表是“電動機”
C．G1表和G2表之間存在互感現象
D．G1表產生的電流流入G2表，產生的安培力使G2表指針偏轉
19．（2024·重慶） 探究電容器充放電規律，實驗裝置如圖甲所示，有電源E，定值電阻R0，電容器C，單刀雙置開關S。
（1）為測量電容器充放電過程電壓U和電流I變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應該接入測　 　（電流、電壓）儀器。
（2）接通電路并接通開關，當電壓表示數最大時，電流表示數為　 　。
（3）根據測到數據，某過程中電容器兩端電壓U與電流I的關系圖如圖乙所示。該過程為　 　（充電，放電）。放電過程中電容器兩端電壓U隨時間t變化關系如圖丙所示。0.2s時R0消耗的功率　 　W。
20．（2024·海南） 用如圖a所示的電路觀察電容器的充放電現象，實驗器材有電源E、電容器C、電壓表、電流表、電流傳感器、計算機、定值電阻R、單刀雙擲開關、開關、導線若干
（1）閉合開關，將接1，電壓表示數增大，最后穩定在12.3V。在此過程中，電流表的示數____（填選項標號）
A．一直穩定在某一數值
B．先增大，后逐漸減小為零
C．先增大，后穩定在某一非零數值
（2）先后斷開開關、，將電流表更換成電流傳感器，再將接2，此時通過定值電阻R的電流方向　 　（選填“”或“”），通過傳感器將電流信息傳入計算機，畫出電流隨時間變化的圖像，如圖b，時，圖中M、N區域面積比為8∶7，可求出　 　（保留2位有效數字）。
21．（2024·湖南）某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規律，搭建了如圖（a）所示的裝置。電阻測量原理如圖（b）所示，E 是電源，V 為電壓表，A 為電流表。
⑴保持玻璃管內壓強為 1 個標準大氣壓，電流表示數為 100mA，電壓表量程為 3V，表盤如圖（c）所示，示數為　 　V，此時金屬絲阻值的測量值 R 為　 　Ω（保留 3位有效數字）；
⑵打開抽氣泵，降低玻璃管內氣壓 p，保持電流 I 不變，讀出電壓表示數 U，計算出對應的金屬絲阻值；
⑶根據測量數據繪制 R-p 關系圖線，如圖（d）所示；
⑷如果玻璃管內氣壓是 0.5 個標準大氣壓，保持電流為 100mA，電壓表指針應該在圖（c）指針位置的　 　側（填“左”或“右”）；
⑸若電壓表是非理想電壓表，則金屬絲電阻的測量值　 　真實值（填“大于”“小于”或“等于”）。
22．（2024·廣東）某科技小組模仿太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統，制作光源跟蹤演示裝置，實現太陽能電池板方向的調整，使電池板正對光源。
圖甲是光照方向檢測電路，所用器材有：電源E（電動勢3V）；電壓表V1和V2（量程均有3V和15V，內阻均可視為無窮大）；滑動變阻器R；兩個相同的光敏電阻RG1和RG2；開關S；手電筒；導線若干。圖乙是實物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側裝有光敏電阻，電池板固定在電動機轉軸上，控制單元與檢測電路的連接未畫出，控制單元對光照方向檢測電路無影響。
請完成下列實驗操作和判斷。
（1）電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路，請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關S和電壓表V1間的實物圖連線　 　.
（2）光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于　 　端。用手電筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S，將R的滑片緩慢滑到某一位置。V1的示數如圖丙所示，讀數U1為　 　 V。V2的示數U2為1.17V，由此可知，表面光照強度較小的光敏電阻的阻值　 　(填“較大”或“較小”).
③斷開S。
（3）光源跟蹤測試.
光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S，并啟動控制單元，控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓，控制電動機轉動。此時兩電壓表的示數U1＜U2，圖乙中的電動機帶動電池板　 　(填“逆時針”或“順時針”)轉動， 直至 　 　時停止轉動，電池板正對手電筒發出的光。
23．（2024·河北）某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數字電壓表、數字電流表、滑動變阻器R（最大阻值）、白熾燈、可調電阻、發光二極管LED、光敏電阻、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。
（1）判斷發光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置（見圖2）；對調紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖（2），由此判斷M端為二極管的　 　（填“正極”或“負極”）。
（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線和的另一端應分別連接滑動變阻器的　 　、　 　、　 　接線柱（以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”）。
②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而　 　（填“增大”或“減小”）。
（3）組裝光強報警器電路并測試其功能圖5為利用光敏電阻、發光二極管、三極管（當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通）等元件設計的電路。組裝好光強報警器后，在測試過程中發現，當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時，發光二極管并不發光，為使報警器正常工作，應　 　（填“增大”或“減小”）可調電阻的阻值，直至發光二極管發光。
（2024·上海真題）光的行為曾令物理學家感到困惑。雙縫干涉、光電效應等具有里程碑意義的實驗。逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對光的認識不斷深入，引發了具有深遠意義的物理學革命。
24．在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。
①實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發出的光波波長為　 　。
A.
B.
C.
D.
②在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比　 　
A.增加
B.不變
C.減小
③移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有　 　
A.減小縫寬
B.使單縫靠近傳感器
C.增大縫寬
D.使單縫遠離傳感器
25．某紫外激光波長為λ，其單個光子能量為　 　 。若用該激光做光電效應實驗，所用光電材料的截止頻率為ν0，則逸出光電子的最大初動能為　 　。(普朗克常量為h，真空中光速為c）
答案解析部分
1．【答案】（1）1.125；8
（2）6；1
（3）C
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖乙U﹣I圖像得新電源的路端電壓與電流的數值關系為U＝6﹣8I
輸出功率為P＝UI＝6I﹣8I2
當I時，輸出功率有最大值為Pmax1.125W
此時的外電阻為R8Ω
（2）新電源輸出功率最大時，外電阻與內電阻相等，即R＝R0+r0
代入數據，解得r0＝1Ω
所以電動勢為E＝I（R+R0+r0）6V
（3）新電源的路端電壓測量準確，但干路電流測量小了，少測的部分即為電壓表上的電流，且路端電壓越大差距越大，電壓為0時沒有差距，ABC不符合題意，C符合題意.
故答案為：C。
【分析】（1）圖乙U﹣I圖像得新電源的路端電壓與電流的數值關系，輸出功率和電流關系。求出外電阻為R大小。
（2）新電源輸出功率最大時，外電阻與內電阻相等。
（3）路端電壓測量準確，路電流測量小了，路端電壓越大差距越大，電壓為0時沒有差距。
2．【答案】（1）0.17；0.15
（2）B；C
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）根據F-s圖象圖象可知，當s1=0.30m時，F1=1.00N，s2=0.52m時，F2=0.56N，
因此： ，速度v隨位移s變化圖象可知：s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m時，v2=1.24m/s，
（2）該實驗中不是利用懸掛的重物的重力表示繩子的拉力，而是直接測量出繩子的拉力，因此不需要使拉力F要遠小于小車的重力，A不符合題意；當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力才等于小車所受合外力，BC符合題意；
【分析】（1）根據F-s圖象圖象可知圖像與坐標軸圍成的面積等于功。
（2）直接測量出繩子的拉力，因此不需要使拉力F要遠小于小車的重力。當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力等于小車所受合外力。
3．【答案】（1）B
（2）B
（3）A；C
（4）實際的變壓器的線圈與鐵芯都有一定的電阻，且存在漏磁，則實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）變壓器在交流電條件下才能正常工作，A不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
（2）根據電壓匝數關系有
解得
A不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
（3）ABC．變壓器的鐵芯的作用是導磁，盡量減少漏磁，其起到傳遞能量的作用，AC符合題意，B不符合題意；
D．銅不能被磁化，因此不能導磁，若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象不明顯，D不符合題意。
故答案為：AC。
（4）實際的變壓器的線圈與鐵芯都有一定的電阻，且存在漏磁，則實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
【分析】（1）變壓器在交流電條件下才能正常工作。
（2）根據電壓匝數關系，可得副線圈匝數為4。
（3）變壓器的鐵芯的作用是導磁，盡量減少漏磁，其起到傳遞能量的作用，銅不能被磁化，若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象不明顯。
（4）實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與存在漏磁。
4．【答案】（1）；
（2）a
【知識點】其他實驗；光電效應
【解析】【解答】（1） 由題意可知
由光電效應方程可得
由題圖甲可得
解得
由題圖甲可知，當、時可得
此金屬的逸出功
（2）只增大入射光強，飽和光電流增大，遏止電壓與光的頻率有關，與光強無關，不會改變，所以則此時圖線應是圖乙中的為a。
【分析】（1）根據光電效應方程得出遏止電壓和頻率的關系式，結合圖像得出普朗克常量的表達式以及金屬的逸出功表達式；
（2）當增大入射光的光強時，根據飽和電流和遏止電壓之間的關系選擇正確的圖像。
5．【答案】（1）B；C；D
（2）刻度尺
（3）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，因此實驗時需要測出：桌子的高度H； O點到P點的距離d1；O點到Q點的距離d2。
故答案為：BCD。
（2）實驗中需要用到的測量工具（儀器）有刻度尺。
（3）滑塊離開桌面后做平拋運動，在豎直方向上
在水平方向上，
滑塊在桌面上運動時，要克服摩擦力做功，由動能定理得
解得
【分析】（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，需要測出平拋運動相關物理量，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，由平拋運動物理量計算出此速度。
（2）由于測距離，所以需要刻度尺。
（3）從離開滑槽與離開桌面時的過程中，列出動能定理相關等式即可。
6．【答案】C；B
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】①A．將原線圈接在電壓相同的低壓直流電源時，小燈泡的亮度會發生變化，A不符合題意；
B．電流不會從原線圈經鐵芯流到副線圈，B不符合題意；
C．將可拆變壓器的橫條鐵芯取下后，導致電磁感應現象減弱，感應電流減小，故小燈泡的亮度降低，C符合題意。
故答案為：C。
②聽到變壓器發出明顯的“嗡嗡”低鳴聲，是因為變壓器上的兩個固定螺絲沒有擰緊才會出現的現象，AC不符合題意，B符合題意。
故答案為：B。
【分析】變壓器時通過電磁感應實現變壓的，鐵芯可以增強感應磁場的聚集。變壓器只能對交流電進行變壓。
7．【答案】（1）非線性
（2）
（3）
（4）延后
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖乙可知，熱敏電阻的阻值隨溫度按非線性規律變化；
（2）由題意可得，當電路電阻為
時，電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通，報警器報警。由圖乙可知，當溫度為時，熱敏電阻阻值為，則
（3）由題意得，電路圖如圖
（4）當保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加，熱敏電阻小于時，電路電流就能達到，則對應溫度高于，即報警器會延后報警。
【分析】（1）由圖乙可知，熱敏電阻的阻值隨溫度按非線性規律變化。
（2）電磁鐵吸合銜鐵，彈簧片和觸點連接，3、4接通，報警器報警。
（3）由題意得電路圖。
（4）當保護電阻和勵磁線圈電阻因長時間通電導致升溫，而使電阻值增加。
8．【答案】（1）不需要
（2）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由于要測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，故不需要把長木板左端墊高；
（2）每兩個計數點的時間間隔
加速度
根據牛頓第二定律可得
聯立得
【分析】（1）由于要測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，不需要把長木板左端墊高去平衡摩擦力。
（2）利用逐差法求解加速度，根據牛頓第二定律求解滑塊和長木板之間的動摩擦因數 。
9．【答案】（1）10.0
（2）9.72
（3）能
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）由圖可讀出
（2）根據
結合圖像斜率可知
（3）通過光電門可計算出小球的速度，可通過驗證
來驗證機械能守恒定律。
【分析】（1）由圖可讀出游標卡尺的測量結果。
（2）結合圖圖像斜率和自由落體運動公式可知，圖像斜率為2g。
（3）通過光電門動能和減小的勢能可計算出小球的速度，分別求出增加的動能和減小的勢能。
10．【答案】（1）大
（2） (或5000)
（3）b
【知識點】其他實驗；歐姆定律
【解析】【解答】(1)當紅燈亮時，若車輛越過停止線，壓敏電阻所受壓力增大，阻值減小，控制電路中總電阻減小，電流增大，電流表的示數會變大。
(2)設壓敏電阻阻值為 時，控制電路中的電流等于 ，則 ，解得 。
由題圖甲可知，此時壓敏電阻受到的壓力為 ，所以車輛對壓敏電阻的壓力超過 后，車輛闖紅燈時才會被拍照記錄。
(3)若要增大“車輛間紅燈違規記錄儀”的靈敏度，即車輛對壓敏電阻的壓力小于 時也要拍照，當壓力小于 時，壓敏電阻阻值大于 ，此時若要拍照，電路中的總電阻不能大于 ，就要減小滑動變阻器接人電路的阻值，故滑片應該向 端滑動。
【分析】（1）車輛越過停止線時根據壓敏電阻發生變化，從而導致電路中的總電阻發生變化，結合歐姆定律得出電流表的示數發生變化；
（2）根據圖像得出控制電路中的電流。利用歐姆定律得出電路中的總電阻，同時得出車輛對壓敏電阻的壓力；
（3）增大“車輛間紅燈違規記錄儀”的靈敏度，壓力超過（2）中的值時壓敏電阻大于，從而判斷滑動變阻器阻值的變化情況。
11．【答案】（1）C
（2）0.50；3.1
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】（1） 開關S接1電容器充電，電容器充電電流先增大，然后減小，開關接2，電容器放電，電流反向，放電結束后電流為零，則微安表先向左偏轉，然后減小置零。
故選C。
（2）電壓表選擇量程為0-3V，分度值為0.1V，則讀數為0.50V；根據歐姆定律，電壓表的內阻為
【分析】（1）開關接1電容器充電，開關接2電容器放電。
（2）電壓表的分度值為0.1v，需要估讀到最小分度值的下一位。根據歐姆定律計算電壓表內阻。
12．【答案】（1）b
（2）
（3）17.5；40
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1） 圖線的斜率表示電阻的倒數，圖甲中圖線b對應的阻值大于圖線a對應的阻值，所以圖線b對應的為高溫環境。
（2）由圖乙可知，通過熱敏電阻的電流為
熱敏電阻兩端電壓
則熱敏電阻的阻值為
（3）由圖丙可知，流過定值電阻的電流為
又理想電流表示數為0.7 A，則通過熱敏電阻的電流為
則定值電阻的阻值為
又兩端電壓為2 V，則
代入
解得
【分析】（1） 圖線的斜率表示電阻的倒數，圖甲中圖線b對應的阻值大于圖線a對應的阻值。
（2）由圖乙可知通過熱敏電阻的電流。由熱敏電阻兩端電壓得熱敏電阻的阻值。
（3）由理想電流表示數為0.7 A得通過熱敏電阻的電流，得定值電阻的阻值。
13．【答案】（1）0.980
（2）0.588
（3）；0.40（0.38~0.42）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）四個鉤碼重力勢能的減少量為
（2）對滑塊和鉤碼構成的系統，由能量守恒定律可知
其中系統減少的重力勢能為
系統增加的動能為
系統減少的機械能為，則代入數據可得表格中減少的機械能為
（3）根據表格數據描點得的圖像為
根據做功關系可知
則圖像的斜率為
解得動摩擦因數為（0.38~0.42）
【分析】（1）由重力勢能表達式由求解四個鉤碼重力勢能的減少量。
（2）對滑塊和鉤碼構成的系統，由能量守恒定律列方程求解。
（3）根據表格數據描點得到圖像，圖像的斜率解得動摩擦因數。
14．【答案】（1）A；D
（2）1600；；；否
【知識點】其他實驗；電阻的測量
【解析】【解答】（1）實驗中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬用表），不需要干電池和直流電壓表，AD符合題意，BC不符合題意。
故答案為：AD。
（2）電阻讀數指針做好在中值電阻附近，根據題中圖乙讀數，電表讀數約為16，則實際電阻為
根據給出的坐標值作出對應的伏安特性曲線，描點、連線，得到圖像如圖所示
由圖像得電阻為圖像的斜率，即
根據電阻定律
解得
由上述分析可知，故不符合排放標準。
【分析】（1）實驗中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬用表交流電壓檔）
（2）阻值等于表盤示數乘以檔位。根據給出的坐標值由描點法作出對應的伏安特性曲線，由歐姆定律得電阻為圖像的斜率，由電阻定律得到電阻率。
15．【答案】（1）B
（2）1.13
（3）增大
（4）
（5）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）AB．開始時紙帶應豎直下垂并與系重錘A的細線在同一豎直線上，從而盡可能減小紙帶運動過程中所受的摩擦阻力，所以打點計時器振針應置于系重錘A的細線的正下方，而定位軸的位置在復寫紙中心，在振針旁邊，所以定位軸不應在重錘A的細線的正下方，A不符合題意，B符合題意；
C．由于重錘A速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當的數據點，實驗時應先接通打點計時器電源，再釋放重錘A，C不符合題意；
D．打點結束后應先關閉打點計時器電源，再取下紙帶，D不符合題意。
故答案為：B。
（2）打H點時重錘A的瞬時速度等于打G、J兩點間的平均速度，即
（3）如果本實驗室電源頻率不足50Hz，則計算瞬時速度時所代入的T值比實際值偏小，從而使瞬時速度的測量值增大。
（4）根據機械能守恒定律有
整理得
（5）對A、B、C整體根據牛頓第二定律有
整理得
由題意可知
解得
【分析】（1）紙帶豎直，減小紙帶運動過程中所受的摩擦阻力，實驗時應先接通打點計時器電源，再釋放重錘可以使紙帶上打出更多的點。
（2）勻變速直線運動的中間時刻瞬時速度等于全程平均速度。
（3）打點計時器打點周期和打點頻率互為倒數，頻率小，周期大。
（4）根據機械能守恒定律有得到對應表達式。
（5）根據牛頓第二定律分別對每個物體列出方程，化簡后得到整體的牛頓第二定律表達式。
16．【答案】（1）
（2）R2
（3）c；0.2
（4）大于等于2V（或大于等于2V小于等于3V）
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】(1)實物連續如圖所示
(2)在乙圖中，根據閉合電路歐姆定律，電壓表的讀數為
因為電壓表的量程為3V，所以
根據圖甲
解得
故答案為：R2。
(3)為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀：
①電路接通前，先將電阻箱調為30.0Ω，然后開關向c端閉合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為0.2mg/mL；
(4)某同學將調適好的酒精測試儀靠近酒精瓶口，發現該表顯示為醉駕，根據規定，醉駕時的酒精氣體濃度為0.8 mg/mL，根據圖乙查得與0.8 mg/mL對應的電阻值是
10Ω，則電壓表的實際電壓為
所以，醉駕時電壓表的電壓大于等于2V。
【分析】（1）根據酒精測試儀的實驗原理連接電路圖；
（2）根據閉合電路歐姆定律得出電路中R應選用定值電阻 ；
（3）開關接通前，將開關線C閉合，從而得出電壓表的刻度線；
（4）根據過年的規定以閉合電路歐姆定律得出醉駕時電壓表的電壓。
17．【答案】（1）3000；200
（2）強光照射時；外接
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】(1)光敏電阻的阻值隨光照的增強而減小，結合圖乙知正常光照射時光敏電阻的阻值為
強光照射時光敏電阻的阻值為
(2)實驗電路采用的是毫安表內接法，由于毫安表的分壓作用，測得的結果比真實值偏大，當待測電阻遠大于毫安表內阻時實驗誤差較小，所以強光照射時實驗誤差較大；強光照射時采用毫安表外接法，電壓表的分流作用較小，故實驗結果較為準確。
【分析】根據歐姆定律求出該光敏電阻在正常光和強光照射時的阻值；再結合實驗原理分析毫安表的連接方式。
18．【答案】（1） 、 、 ；；Ⅱ；
（2）B；D
【知識點】其他實驗
【解析】【解答】（1）①由實驗電路圖可知，還需要af、fd、ce連線；
②由題可知，電壓表的示數為1.50V，注意估讀。
③假定AP部分的電阻為，分別與10Ω與100Ω并聯再與BP部分的電阻串聯；由于相同的與100Ω并聯后的電阻較與10Ω并聯后的電阻大，則根據閉合電路的歐姆定律可知，滑片在相同位置下，負載電阻越大，其兩端電壓越大；即在相同橫坐標下，此時負載100Ω時，電壓表的示數應該較曲線為圖4中的“I”來得大，故應該選“Ⅱ”。
由上述分析可知，對于不同的負載電阻，調節滑動觸頭時負載兩端的電壓變化規律不同，當負載電阻小于滑動變阻器最大阻值時，負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更迅速變化；當負載電阻大于滑動變阻器最大阻值時，負載電阻兩端電壓隨滑動觸頭的變化而更加平穩變化，從而獲得更多的實驗數據。所以，在保證電路安全的情況下，滑動變阻器最大阻值的選擇依據是相比負載電阻越小越好，即。
（2）據題意可知：電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈，G1和G2用導線連接起來．當晃動動G1時，相當于G1中的線圈做切割磁感線運動，電路中會產生感應電流；由于兩個電表構成了閉合電路，則電流會通過G2表中的線圈，而該線圈處于磁場中，由于通電導線在磁場中受力的作用，G2的指針也會偏轉；則G1表相當于“發電機”，G2表相當于“電動機”，故AC錯誤，BD正確。
故選BD。
【分析】(1)根據實驗電路圖進行連線即可；根據電壓表的讀數原則進行讀數，注意估讀；滑動變阻器采用分壓接法時，在保證電路安全的前提下，阻值越小越好，
（2）根據電動機和發電機的原理和電路的結構進行分析求解。
19．【答案】（1）電壓
（2）0
（3）放電；0.32
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】（1）電壓測量儀與電路并聯，位置②與電容器并聯，則②為測電壓儀器。
（2）充電過程，電容器兩極板電勢差逐漸增大，回路中電流逐漸減小，電壓表示數最大時，此時電容器充電完畢，回路中電流為零，即兩極板的電流表示數為零。
（3）電容器放電過程，兩極板的電壓和回路中的電流都減小，由圖像可知，該過程為電容器放電過程。
由圖丙可知，t=0.2s時電容器兩端電壓為U=8V，由圖乙可知，當U=8V時，電流I=40mA，則電阻R0消耗的功率為
【分析】（1）根據電路圖確定測量儀器與電容器的連接方式，再根據電流測量儀與電路串聯，電壓測量儀與電容并聯進行判斷接入的測量儀；
（2）電容器充電完成時，電容器兩極板的電勢差最大，測量儀的示數最大，充電完成后，回路中電流為零；
（3）電容器放電過程，電容器放電時電壓和電流都減小。根據圖丙確定0.2s時電容器兩端電壓，再確定圖乙確定此時的電流，再結合電功率公式進行解答。
20．【答案】（1）B
（2）a → b；5.2
【知識點】觀察電容器的充、放電現象
【解析】【解答】(1)電容器充電過程中，電路剛接通后，電流表示數從0增大某一最大值，后隨著電容器的不斷充電，電路中的充電電流在減小，當充電結束電路穩定后，電路相當于開路，因此電流為0A，故AC錯誤，B正確；
故選：B。
(2)由電路圖a可知，充電結束后電容器上極板帶正電；，將S1接2，電容器放電，此時通過定值電阻R的電流方向a→b；由圖b可知，t=2s時，I=1.10mA，因此電容器兩端的電壓為U2=IR=1.10×10-3×R；電容器開始放電前兩端電壓為12.3V，根據圖b可知，I-t圖像與橫軸圍成的面積表示放電量，則0-2s間的放電量為Q1= △U·C =(12.3-1.10×10-3×R)C，2s后到放電結束間放電量為Q2 =△U'·C=1.10×10-3RC，由題意得Q1：Q2=8：7，解得R=5.2kΩ。
故答案為：(1)B；(2)a → b；5.2。
【分析】(1)根據電容器充電過程中電流變化特點分析 電流表的示數變化；
(2)根據電容器放電，判斷電路中電流方向；根據歐姆定律和Q=UC，分別求出Q1、Q2，進一步求得電阻R。
21．【答案】1.23；12.3；右側；小于
【知識點】伏安法測電阻
【解析】【解答】 （1）電壓表量程為0～3V，其分度值為0.1V，讀數需估讀到分度值下一位，電壓表示數為1.23V。
根據歐姆定律可得金屬絲阻值的測量值為：
（4）當玻璃管內氣壓是0.5個標準大氣壓時，相比1個標準大氣壓，玻璃管內氣壓降低了，根據R-p關系圖線可知電阻阻值R增大了，電流不變，根據歐姆定律可得電壓表示數增大，指針應該在圖（c）指針位置的右側。
（5）若電壓表是非理想電壓表，由于采用的是電流表外接法測量的電阻值，存在電壓表分流的影響，所以電流測量值偏大，根據歐姆定律，可知金屬絲電阻的測量值小于真實值。
故答案為：（1）1.23；12.3；（4）右；（5）小于
【分析】 （1）根據電壓表的量程確定分度值，判斷讀數需要估讀的位數，然后進行讀數。根據歐姆定律求解金屬絲阻值的測量值。
（4）玻璃管內的氣壓較之前降低了，根據R-p關系圖線判斷電阻阻值的變化，根據歐姆定律判斷電壓表示數的變化。
（5）根據采用的是電流表外接法測量的電阻值，確定誤差產生的原因，根據歐姆定律判斷金屬絲電阻的測量值與真實值的關系。
22．【答案】（1）
（2）b；1.60；較大
（3）逆時針；U1=U2
【知識點】研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性
【解析】【解答】（1）電路連線如圖
（2）①為了保證電路的安全，實驗開始前要將R的滑片置于阻值最大處，即置于b端。
②電壓表量程為3V，最小刻度為0.1V，則讀數為1.60V；電壓表U1比電壓表U2的示數大，說明RG1＞RG2，由此可知表面光照強度較小的光敏電阻的阻值較大。
（3）電壓表的示數U1＜U2，說明RG1表面的光照強度比RG2表面的大，因此電動機帶動電池板逆時針轉動，直至U1=U2，時停止轉動，電池板正對手電筒發出的光。
故答案為：（1）如解答圖所示；（2）①b；②1.60；較大；（3）逆時針；U1=U2
【分析】 （1）根據電路圖得出對應的實物連線圖；
（2）①為了保證電路的安全，要讓實驗前連入電路中的阻值最大；
②根據電壓表的讀數規則得出對應的示數，結合電路構造和光照強度的大小關系分析出光敏電阻的阻值大小關系；
（3）根據電動機的工作原理分析出電池板的轉動方向和穩定狀態下的電壓關系。
23．【答案】（1）負極
（2）A；A；D/C；減小
（3）增大
【知識點】生活中常見的傳感器；研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性；練習使用多用電表
【解析】【解答】 （1）歐姆擋的黑表筆是電流流出的接線柱，即其與內接電源的正極相接，由題意可知黑表筆與M相接時，電阻為無窮大，所以此種情況為二極管反向連接，故M端為二極管的負極；
（2）根據題意要求滑動變阻器采用分壓接法，故導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的A、A、D（或C）端。
I-U圖像上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，從題圖的光敏電阻的伏安特性曲線可以看出：RⅠ＞RⅡ＞RⅢ，根據題意可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減小；
（3）由題意可知，當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通，結合光敏電阻RG與R1的串聯關系，要增大基極電流，則要增大be間的電壓，則必須增大R1的電阻。
故答案為：（1）負極；（2）①A、A、D（或C）；②減小；（3）增大。
【分析】 （1）二極管正向偏壓時電阻很小，二極管反向偏壓時內阻很大，根據題意確定二極管的正負極；
（2）根據實驗要求光敏電阻兩端的電壓從0開始調節．可知滑動變阻器采用分壓接法，從而得到各接線柱的接端，并根據圖像的特征判斷電阻值隨光照的強度變化情況；
（3）使用該電路實現報警，—要使三極管導通，使電路獲得足夠的基極電流，從而確定R1的變化。
【答案】24．B；B；AD
25．；
【知識點】用雙縫干涉測光波的波長；光電效應
【解析】【分析】（1）①根據干涉條紋間距公式和計算干涉條紋的距離聯立求解波長表達式；
②根據干涉條紋間距公式涉及的物理量進行分析求解；
③根據單縫衍射和雙縫干涉的區別以及相關的因素進行分析求解；
（2）根據激光的波長和頻率關系列式求解光子能量以及由最大初動能的方程列式求解。
24．①N條暗條紋間距為D，說明條紋間距，又 解得 ，故ACD錯誤，B正確，故選：B。
②加偏振片不會改變光的波長，根據公式 可知，條紋間距不變，故B正確，AC錯誤。故選：B。
③移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發生單縫衍射現象，根據單縫衍射規律，減小縫的寬度、增加單縫到光強分布傳感器的距離可以增大中央亮紋寬度。故AD正確，BC錯誤，故選：AD。
25．單個光子頻率為 ，根據公式有單個光子能量 ，所用光電材料的截止頻率為ν0，則逸出功為W0=hν0，根據愛因斯坦光電效應方程可知，逸出光電子最大初動能為
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