【2020】最新高考物理总复习课时作业： 三十三 实验八
【复习指导】2020年高考物理重点试题分项版汇编系列专题20选修3_33_4实验含解析
l
l
Ek
1 mv12 1 mv22 ，联立可得
2
2
Ek
1 l F1 F2 ，根据 L
2
4 g 2 T 2 可知当 T
T0 时 l
4 g 2 T02
kT02 ，故
Ek 1 kT02 F1 F2 2
部编本资料欢迎下载！
最新人教版小学资料
4．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到
Ｔ0，在峰顶的周期是
部编本资料欢迎下载！
最新人教版小学资料
T，则珠峰顶峰的海拔高度 h＝ _______.( 地球可看作质量均匀分布的半径为 R的球体 )
【答案】 e g
2
d
4l
T 2 2 CACh
T 1R
T0
C、单摆在小摆角下的摆动为简谐振动，单摆偏离平衡位置的角度不能太大，故
C 正确；
D、当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期，测量的
T2
42 l 。只要测量出多组单
g
摆的摆长 l 和运动周期 T，作出 T2 - l 图象，就可求出当地的重力加速度，理论上
T2 - l 图象是一条过坐标原点的
直线。某同学在实验中，用一个直径为 d 的带孔实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离 出摆球做简谐运动的周期 T 后，作出 T2- l 图象，如图所示． x/kw
D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期
（ 4）北京时间 2005 年 5 月 22 日上午 10 点 05 分，中国女子登山队首次登上珠穆朗玛峰顶峰，五星红旗再一次
在珠峰峰顶飘扬 . 若登山队员利用单摆来确定珠峰的高度，测得该单摆在海平面处的周期是
2025年高考物理一轮总复习(提升版)实验八验证动量守恒定律
。
高中总复习·物理(提升版)
三步稳解题
（1）分析实验目的：验证对心碰撞过程中的动量守恒定律。
（2）确定实验原理：碰撞后瞬间甲和乙的合动量如果与碰撞前瞬间
甲的动量相等，则甲、乙碰撞过程中动量是守恒的。
（3）制定数据处理方案：本实验没有直接测量碰撞前后硬币的速
度，而是测量出了硬币的滑动距离，通过动能定理表示出速
度，验证是否满足m1v0＝m1v1＋m2v2。
答案：（1）一元
意一条即可）
（2） 20
2
（3）
1
（4）见解析（任
高中总复习·物理(提升版)
解析：（1）要使两硬币碰后都向右运动，硬币甲的质量应大于
硬币乙的质量，由于一元硬币的质量大于一角硬币的质量，所
以甲选用的是一元硬币。
（2）设碰撞前甲到O点时速度的大小为v0，甲从O点到停止处P
m1 0 ＝m1 1 ＋m2 2 ，整理得
0 − 1
2
＝ 。
2
1
高中总复习·物理(提升版)
（4）碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不
是1的原因：①可能两个硬币厚度不同，两硬币重心连线与水平
面不平行；②两硬币碰撞内力不远大于外力，动量只是近似守
恒，即如果摩擦力非常大，动量只是近似守恒。
点的过程中只有摩擦力做功，由动能定理得－μm1gs0＝0－
1
m10 2 ，解得v0＝
2
20 。
20 ，即甲碰撞前到O点时速度的大小为
高中总复习·物理(提升版)
（3）若甲、乙碰撞过程中满足动量守恒，设甲碰撞后速度的大
小为v1，甲从O点运动到停止处M点的过程中只有摩擦力做功，
1
2020届高考物理总复习学案：第八单元 力学实验 Word版含答案
力学实验是每年高考的必考内容,在当前实验试题命制“一大一小”的情况下,力学实验多以小题的形式出现,并且试题多源于教材而高于教材,所给的物理情景和要求通常跟教材内容有明显区别,是以教材中的实验为背景或素材,通过改变实验条件或增加条件限制,加强对考生迁移能力、创新能力和实验设计能力的考查。
具体特点如下:(1)力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研究匀变速直线运动的规律、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律等),考查打点计时器的使用并根据纸带进行正确的数据运算,是高考考查的热点。
(2)考查运用图象法处理实验数据是历年高考实验题的命题热点,力学实验、电学实验中都可能出现。
这是考生必备的能力之一。
(3)结合光电门和传感器考查。
由光电门计算速度,由力的传感器直接显示力的大小,速度传感器直接显示速度大小,所以力学实验中往往结合这两种器材来考查。
(4)考查力学创新设计性实验,如测动摩擦因数、弹簧弹性势能。
创新设计性实验主要考查考生是否理解实验原理和实验仪器的工作原理,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情况下迁移知识的能力,这些对考生的能力要求都较高,是近几年高考命题的热点。
“源于课本,不拘泥于课本”一直是高考实验命题的理念,考查实验的灵魂——原理是重中之重,预测2020年高考对力学实验的考查,是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验,是否能灵活地运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器,去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比较简单的实验等。
所以在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范的操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中有意识地,积极地提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到能灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
实验1研究匀变速直线运动1实验原理(1)利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4、…为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=常数,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。
高考物理总复习 选考33综合检测 教科版
《选修3-3》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分.在每小题给出的选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.如图是某喷水壶示意图.未喷水时阀门K闭合,压下压杆A可向瓶内储气室充气;多次充气后按下按柄B打开阀门K,水会自动经导管从喷嘴处喷出.储气室内气体可视为理想气体,充气和喷水过程温度保持不变,则( ACE )A.充气过程中,储气室内气体内能增大B.充气过程中,储气室内气体分子平均动能增大C.喷水过程中,储气室内气体吸热D.喷水过程中,储气室内气体压强增大E.喷水过程中,储气室内气体压强减小解析:充气过程中,储气室内气体的质量增加,气体的温度不变,故气体分子的平均动能不变,气体内能增大,选项A正确,B错误;喷水过程中,气体对外做功,体积增大,而气体温度不变,则气体吸热,所以气体压强减小,选项C,E正确,D错误.2.下列说法中正确的是( BDE )A.物体速度增大,则分子动能增大,内能也增大B.一定质量气体的体积增大,但既不吸热也不放热,内能减小C.相同质量的两种物体,提高相同的温度,内能的增量一定相同D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性解析:速度增大,不会改变物体的分子的动能,选项A错误;体积增大时,气体对外做功,不吸热也不放热时,内能减小,选项B正确;质量相同,但物体的物质的量不同,故提高相同的温度时,内能的增量不一定相同,选项C错误;物体的内能取决于物体的温度和体积,选项D正确;由热力学第二定律可知,凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性,选项E正确.3.如图所示,是氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布图线,由图可知( ADE )A.随着温度升高,氧气分子的平均速率增大B.随着温度升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度升高,氧气分子中速率小的分子所占比例增大D.同一温度下,氧气分子速率分布呈现“中间多,两头少”的规律E.随着温度升高,氧气分子的平均动能增大解析:读取图像信息知,同一温度下,分子速率分布呈现“中间多,两头少”的特点,故D正确.由分子动理论知,不同温度下的图像不同,温度升高,分子中速率大的分子所占比例增大,其分子运动的平均速率也增大,平均动能增大,故A,E正确,C错误.温度升高,多数分子的速率会变大,少数分子的速率会变小,故B错误.4.下列说法正确的是( BCD )A.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的B.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,表明要使物体的内能发生变化,既可以通过做功来实现,也可以通过热传递来实现C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大E.在水池中,一个气泡从池底浮起,此过程可认为气泡的温度不变,气泡内气体视为理想气体,则外界对气泡做正功,同时气泡放热解析:由热力学第二定律可知,A错误.由热力学第一定律可知,B正确.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,分子平均速率增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确.温度越高,分子热运动的平均动能越大,分子的平均速率增大,这是统计规律,具体到少数个别分子,其速率的变化不确定,因此仍可能有分子的运动速率非常小,D正确.随着气泡的上升,压强减小,因为温度不变,根据=C,所以体积增大,即为气泡对外做正功;根据ΔE=W+Q可知温度不变,所以ΔE不变,W<0,所以Q>0,即气泡吸热,E错误.5.下列说法正确的是( BDE )A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.水可以浸润玻璃,但不能浸润石蜡,表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系C.液晶的各种物理性质,在各个方向上都是不同的D.相同温度下相对湿度越大,表明空气中水汽越接近饱和E.对一定质量的理想气体,在压强不变而体积增大时,单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,故选项A错误;液体是否浸润某种固体取决于相关液体及固体的性质,故选项B正确;液晶的某些物理性质,在各个方向上是相同的, 故C错误;相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度水的饱和汽压的比值,故选项D正确;一定质量的理想气体,体积增大时,分子数密度减小,而压强不变,说明分子的平均动能变大,则每次碰撞的冲击力变大,所以单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少,故选项E正确.6.如图所示,a,b,c,d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,cd平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是( BCD )A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热E.从状态d到c,气体内能减小解析:读取p T图像信息,从状态d到c,气体等温变化,内能不变,体积变大,气体对外界做功,由热力学第一定律知气体要吸热,故A错误.从状态c到b,气体体积变小,外界对气体做功,又内能减小,则气体放热,故B正确.从状态a到d,气体等压变化,温度升高,体积变大,气体对外界做功,故C正确.从状态b到a,气体等容变化,温度升高,内能变大,气体吸热,故D正确.从状态d到c,气体温度不变,则理想气体的内能不变,故E错误.7.以下有关热现象的叙述,正确的是( CDE )A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.当气体膨胀时,气体的内能一定减少C.即使没有漏气,也没有摩擦的能量损失,内燃机也不可能把内能全部转化为机械能D.单晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征E.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加解析:气体体积主要是气体所充满的空间,故选项A错误;气体膨胀时,对外做功,但不清楚传热情况,所以不能确定内能的变化情况,故选项B错误;由热力学第二定律知,内燃机不可能把内能全部转化为机械能,故选项C正确;由单晶体的特点知选项D正确;100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,吸热但分子动能不变,所以分子之间的势能增加,故选项E正确.8.一定质量的理想气体分别在T1,T2温度下发生等温变化,相应的两条等温线如图所示,T2对应的图线上有A,B两点,表示气体的两个状态.下列说法正确的是( BCD )A.温度为T1时气体分子的平均动能比T2时的大B.A到B的过程中,气体内能不变C.A到B的过程中,气体从外界吸收热量D.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少E.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数增多解析:由题图知T2>T1,温度为T1时气体分子的平均动能比T2时小,选项A错误;A到B的过程中,气体体积增大,对外做功,温度不变,内能不变,由热力学第一定律,可知气体从外界吸收热量,选项B,C正确;气体的压强由气体分子平均动能和单位体积的分子数目决定,A到B的过程中,气体温度不变,分子平均动能一定,气体体积增大,单位体积的分子数目减小,气体压强减小,所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少,选项D正确,E错误.9.下列关于固体、液体、气体的性质的说法正确的是( BDE )A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B.液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故C.黄金、白银等金属容易加工成各种形状,没有固定的外形,所以金属不是晶体D.某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数E.水很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现解析:气体如果失去了容器的约束就会散开,这是气体分子无规则运动的缘故,选项A错误;液体表面具有收缩的趋势,这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故,选项B正确;黄金、白银等金属一般是多晶体,容易加工成各种形状,没有固定的外形,选项C错误;某温度下空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数,选项D 正确;水很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现,选项E正确.10.下列说法中正确的是( ABC )A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第一定律E.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常量可表示为N A=解析:根据热力学第一定律,气体放出热量,若外界对气体做功,使气体温度升高,其分子的平均动能增大,选项A正确;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动,选项B正确;当分子力表现为斥力时,分子力总是随分子间距离的减小而增大,随分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能也增大,选项C正确;第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了热力学第二定律,选项D错误;某固体或液体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常量可表示为N A=,对于气体此式不成立,选项E错误.11.下列说法正确的是( ACD )A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B.足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果C.一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数不变解析:单晶体冰糖有固定的熔点,磨碎后物质微粒排列结构不变,熔点不变,选项A正确;足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因,与气体的分子之间的作用力无关,选项B错误;一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,没有对外做功,根据热力学第一定律可知,其内能一定增加,选项C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,选项D正确;一定质量的理想气体体积保持不变,单位体积内分子数不变,温度升高,分子的平均动能增大,则平均速率增大,单位时间内撞击单位面积上的分子数增大,选项E错误.12.如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态.现通过电热丝对气体A加热一段时间,后来活塞达到新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气压强保持不变,则下列判断正确的是( ACE )A.气体A吸热,内能增加B.气体B吸热,对外做功,内能不变C.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B内每个分子的动能都增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少解析:气体A做等容变化,则W=0,根据ΔU=W+Q可知气体A吸收热量,内能增加,温度升高,气体A分子的平均动能变大,但不是每个分子的动能都增加,选项A,C正确,D错误;因为中间是导热隔板,所以气体B吸收热量,温度升高,内能增加;又因为压强不变,故体积变大,气体对外做功,选项B错误;气体B的压强不变,但是体积增大,平均动能增大,所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少,选项E正确.13.如图为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L,保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L,设在所有过程中空气可看成理想气体,且温度不变,下列说法正确的有( ACD )A.充气后,密封气体的压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.充气过程,外界对密封气体做功D.打开阀门后,密封气体对外界做正功E.打开阀门后,不再充气也能把水喷光解析:以两部分气体整体为研究对象,初状态有p1=1 atm,V1=(0.5+ 0.1) L,末状态有V2=0.5L,p2未知.由玻意耳定律p1V1=p2V2,解得p2= = atm=1.2 atm,则充气后压强增大,故选项A正确;温度不变,则气体分子平均动能不变,故选项B错误;充气过程,气体体积减小,外界对其做功,故选项C正确;打开阀门后气体体积增大,则气体对外界做正功,故选项D正确;打开阀门后,水向外流出,假设水全部流出,则气体充满容器,初状态为p2=1.2 atm,V2=0.5 L,末状态为V3=2.5 L,p3未知,由玻意耳定律p2V2=p3V3,解得p3=0.24 atm,小于外部气压,故水不会喷光,故选项E错误.二、非选择题(共48分)14.(9分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问:(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的.图中油酸膜的面积为m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m.(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?请写出你分析的原因:. 解析:(1)油膜面积约占70小格,面积约为S=70×25×25×10-6m2≈4.4×10-2m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=×× 10-6 m3=1.2×10-11 m3,油酸分子的直径约等于油膜的厚度D== m≈2.7×10-10 m.(2)主要有两个原因:①水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩.答案:(1)球体单分子直径 4.4×10-2 1.2×10-112.7×10-10(2)见解析评分标准:第(1)问6分,第(2)问3分.15.(9分)某同学估测室温的装置如图所示,汽缸导热性能良好,用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体.室温时气体的体积V1=66 mL,将汽缸竖直放置于冰水混合物中,稳定后封闭气体的体积V2=60 mL.不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦,室内大气压p0=1.0×105 Pa.(1)根据题干条件可得室温是多少?(2)上述过程中,外界对气体做的功是多少?解析:(1)设室温为T1,则=,(2分)又T2=273 K,(2分)代入解得T1=300.3 K,t1=27.3 ℃.(1分)(2)外界对气体做的功W=p0·ΔV,(2分)解得W=0.60 J.(2分)答案:(1)27.3 ℃(2)0.60 J16.(9分)如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K,瓶内有A,B两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A,B两部分气体长度分别为2L和L,压强均为p.若因阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时,(忽略摩擦阻力)求此时:(1)A中气体的压强;(2)B中剩余气体与漏气前B中气体的质量之比.解析:(1)对A中气体,由玻意耳定律可得p·2LS=p A(2L+0.4L)S(2分)得p A=p.(1分)(2)AB气体通过活塞分开,AB中气体压强始终保持相同p A=p B设漏气后B中气体和漏出气体总长度为L BpLS=p B L B S(1分)得L B=L(2分)此时B中气体长度为L B′=L-0.4L=0.6L(1分)则此时B中气体质量m B′与原有质量m B之比为==.(2分)答案:(1)p (2)17.(9分)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示,气体在状态A时的压强p A=p0,温度T A=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点.求:(1)气体在状态B时的压强p B;(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10 J,该过程中气体吸收的热量为多少;(3)气体在状态C时的压强p C和温度T C.解析:(1)A到B是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有p A V A=p B V B,(2分)解得p B=p0.(1分)(2)A状态至B状态过程是等温变化,气体内能不变,即ΔU=0气体对外界做功W=-10 J(1分)根据热力学第一定律有ΔU=W+Q(1分)解得Q=-W=10 J.(1分)(3)由B到C等压变化,则p C=p B=p0根据盖吕萨克定律得=(2分)解得T C=T0.(1分)答案:(1)p0(2)10 J (3)p0T018.(12分)如图所示,有一个高度为h=0.6 m的金属容器放置在水平地面上,容器内有温度为t1=27 ℃的空气,容器左侧壁有一阀门距底面高度为h1=0.3 m,阀门细管直径忽略不计.容器内有一质量为m= 5.0 kg的水平活塞,横截面积为S=20 cm2,活塞与容器壁紧密接触又可自由活动,不计摩擦,现打开阀门,让活塞下降直至静止并处于稳定状态.外界大气压强为p0=1.0×105 Pa.阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10 m/s2.求:(1)若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h2;(2)活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到 327 ℃,求此时活塞距容器底部的高度h3.解析:(1)活塞在阀门以上时,容器内气体的压强为p1=1.0×105 Pa,活塞静止时,气体压强为p2=p0+=1.25×105 Pa,(2分)活塞刚到阀门时,容器内气体体积为V1=h1S,活塞静止时,气体的体积为V2=h2S,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2,(2分)代入数据得h2=0.24 m.(2分)(2)活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为p3=p2=1.25×105 Pa,等压变化,T2=T1=300 K,T3=600 K,V2=h2S,V3=h3S,(2分)根据盖吕萨克定律有=,(2分)代入数据得h3==0.48 m.(2分)答案:(1)0.24 m (2)0.48 m。
高中物理选修3-3课时作业：第八章 第4节
1．个别事物的出现具有____________，但大量事物出现的机会却遵从一定的____________．2．由于气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做________________，因而气体会充满它所能达到的整个空间．分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，造成气体分子做____________________．3．分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的气体分子数目都________；气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即呈现“________________”的分布规律．而且____________，分子的热运动越激烈．4．气体的压强是大量气体分子频繁的____________而产生的．气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁____________的平均作用力．单位体积内的气体分子数越多，分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数就越多，压强就越____；温度越高，气体分子运动的平均动能越大，每个分子对器壁碰撞的作用力就会越____，气体的压强也就越____．由此可知：气体的压强由气体分子的____________和____________决定．5．(1)一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是________的．在这种情况下，体积减小时，分子的________________，气体的压强就________．这就是对玻意耳定律的微观解释．(2)一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度____________．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能________，气体的压强就________．这就是对查理定律的微观解释．(3)一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能________；只有气体的体积同时________，使分子的密集程度________，才能保持压强不变．这就是盖—吕萨克定律的微观解释．6．关于气体分子，下列说法中正确的是()A．由于气体分子间的距离很大，气体分子在任何情况下都可以视为质点B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强D．在常温常压下，气体分子间的相互作用力可以忽略7．对于气体分子的运动，下列说法正确的是()A．一定温度下某理想气体的分子碰撞十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D．一定温度下的某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的动能可能减少【概念规律练】知识点一气体分子运动的特点1．为什么气体既没有一定的体积，也没有一定的形状？知识点二气体温度的微观意义2．如图1所示为一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下的速率分布情况，由图可以判断以下说法中正确的是()图1A．温度升高，所有分子的运动速率均变大B．温度越高，分子的平均速率越小C．0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点D．100℃的氧气与0℃的氧气相比，速率大的分子所占比例较大知识点三气体压强的微观意义3．在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于()A．单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少B．气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小C．每个分子对器壁的平均撞击力都变小D．气体分子的密集程度变小，单位体积内分子的重量变小4.图2如图2所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积相等的水，乙中充满空气，试问：(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？知识点四对气体实验定律的微观解释5．一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，体积增大，则()A．气体分子的平均动能增大B．气体分子的平均动能减小C．气体分子的平均动能不变D．条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况6．封闭的汽缸内有一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是()A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多【方法技巧练】影响气体压强因素的判定方法7．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是()A．当分子热运动变得剧烈时，压强必变大B．当分子热运动变得剧烈时，压强可以不变C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大8．一定质量的某种理想气体，当体积减小为原来的一半时，其热力学温度变为原来的2倍时，它的压强变为原来的多少？试从压强和温度的微观意义进行解释．1．下列关于气体分子运动的特点，正确的说法是()A．气体分子运动的平均速率与温度有关B．当温度升高时，气体分子的速率分布不再是“中间多，两头少”C．气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得D．气体分子的平均速度随温度升高而增大2．气体分子运动的特点是()A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动C．分子沿各个方向运动的机会均等D ．分子的速率分布毫无规律3．在一定温度下，某种理想气体分子的速率分布应该是( ) A ．每个分子速率都相等B ．每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少C ．每个分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的D ．每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很多 4．气体的压强是由于气体分子的下列哪种原因造成的( ) A ．气体分子间的作用力 B ．对器壁的碰撞力 C ．对器壁的排斥力 D ．对器壁的万有引力5．密闭容器中气体的压强是( ) A ．由于重力产生的B ．由于分子间的相互作用力产生的C ．大量气体分子频繁碰撞器壁产生的D ．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强6．密封在圆柱形容器内的气体上半部分密度为ρ，压强为p ，则下半部分气体的压强和密度分别为( )A ．p ，ρ B.p 2，ρ2C ．2p,2ρ D.p2，ρ7．一定质量的气体，下列叙述中正确的是( )A ．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大B ．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大C ．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大D ．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大8．注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量发生变化的是( ) A ．气体的压强 B ．气体分子的平均速率 C ．单位体积内的分子数 D ．气体的密度9．一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ.现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态Ⅱ，则( )A ．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大B ．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大C ．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大D ．状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大10．x 、y 两容器中装有相同质量的氦气，已知x 容器中氦气的温度高于y 容器中氦气的温度，但压强却低于y 容器中氦气的压强．由此可知( )A ．x 中氦气分子的平均动能一定大于y 中氦气分子的平均动能B ．x 中每个氦分子的动能一定都大于y 中每个氦分子的动能C ．x 中动能大的氦气分子数一定多于y 中动能大的氦气分子数D ．x 中氦分子的热运动一定比y 中氦分子的热运动剧烈 11．如图3所示，图3一定质量的理想气体由状态A 沿平行于纵轴的直线变化到状态B ，则它的状态变化过程是( )A．气体的温度不变B．气体的内能增加C．气体分子的平均速率减少12.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成正比，即：T＝a E k(式中a是比例常数)，因此可以说，________是分子平均动能的标志．13．从宏观上看，一定质量的气体体积不变仅温度升高或温度不变仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有没有什么区别？14．一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C 过程为等容变化．已知V A＝0.3 m3，T A＝T C＝300 K、T B＝400 K.(1)求气体在状态B时的体积．(2)说明B→C过程压强变化的微观原因．第4节气体热现象的微观意义课前预习练1．偶然因素统计规律2．匀速直线运动无规则的热运动3．相等中间多，两头少温度越高4．碰撞器壁单位面积上大大大密集程度平均动能5．(1)一定密集程度增大增大(2)保持不变增大增大(3)增大增大减小6．BD7．BD课堂探究练1．因为气体分子间的距离较大，大约是分子直径的10倍，所以能够把分子看做是没有大小的质点，并可以认为分子间的相互作用力为零，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞之外，不受到力的作用，可在空间内自由移动，因而能充满它所能达到的空间，所以气体既没有一定的体积，也没有一定的形状．方法总结 气体分子间距较大，可以在空间内自由移动，因而能充满它所能达到的整个空间，注意气体分子的这个特点． 2．CD方法总结 气体分子速率分布表现出“中间多、两头少”的分布规律．当温度升高，速率大的分子数增多，速率小的分子数减少，分子的平均速率增大．温度越高，分子的热运动越剧烈． 3．A方法总结 温度一定时，单位体积内分子数越多，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数就越多，因而压强越大；若温度升高，则分子的平均动能增大，分子运动越剧烈，一方面使单位时间内碰到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，使压强增大．所以气体压强大小宏观上看跟温度和气体分子的密度有关，微观上看跟单位体积内的分子数和分子的平均速率有关． 4．见解析解析 (1)对甲容器，顶壁的压强为零，底面的压强最大，其数值为p ＝ρgh (h 为上下底面间的距离)．左右两侧壁的压强自上而下，由小变大，其数值大小与侧壁上各点距水面的竖直距离x 的关系是p ＝ρgx .对乙容器，各处器壁上的压强大小都相等，其大小决定于气体的密度和温度．(2)甲容器做自由落体运动时器壁各处的压强均为零．乙容器做自由落体运动时，器壁各处的压强不发生变化．方法总结 (1)掌握好气体分子压强的微观解释．(2)千万不要混淆液体和气体压强，而要从它们产生的原因上加以区别． 5．A方法总结 本题也可以从微观角度来分析，体积增大气体分子密度减小，要想压强不变，分子平均动能必须增大，即撞击器壁的作用力变大． 6．BD方法总结 要从微观上理解查理定律．即：体积不变，则分子密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大． 7．B8．4倍 解释见解析解析 由理想气体状态方程pVT＝恒量得，压强变为原来的4倍，从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是气体分子的密集程度，当体积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的两倍，这时气体的压强相应地变为原来的两倍，这时还要从另外一个因素考虑，即增加气体分子的平均动能，而气体分子的平均动能是由温度来决定的，气体的热力学温度变为原来的2倍，这时压强便在这两个因素(体积减小——分子密度程度增大，温度升高——分子的平均动能增大)的共同作用下变为原来的4倍． 方法总结 微观上影响气体压强的是分子的平均动能和分子的密集程度．因为温度是分子平均动能的标志，一定质量的气体、分子的密集程度决定于气体的体积，所以宏观上影响气体压强的因素是气体的温度和体积．所以，在遇到影响压强的因素判断时，可从微观角度，也可由理想气体状态方程pVT＝C 从宏观角度得出结论．课后巩固练 1．A 2．ABC 3．B 4．B 5．C 6．A 7．B 8．ACD 9．BC10．ACD 11．B 12．温度 13．见解析解析 因为一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的，气体温度升高，气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，分子对容器的撞击力不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击器壁的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况下在微观上是有区别的．14．(1)0.4 m 3 (2)见解析解析 (1)A →B 由盖—吕萨克定律，得V A T A ＝V B T B ，故V B ＝T B T A V A ＝400300×0.3 m 3＝0.4 m 3(2)B →C 过程气体的体积不变，分子密度不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小．小课堂：如何培养学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第八单元 恒定电流 作业35实验：测定金属的电阻率 Word版含答案
题组层级快练(三十五) 实验：测定金属的电阻率一、选择题1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a 和b 所示．(1)由上图读得圆柱体的直径为________ cm ，长度为________ cm.(2)若流经圆柱体的电流为I ，圆柱体两端之间的电压为U ，圆柱体的直径和长度分别为D 、L ，测得D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ＝________． 答案 (1)0.1844 4.240 (2)πD 2U4IL解析 (1)螺旋测微器的读数为1.5 mm ＋34.4×0.01 mm ＝1.844 mm(1.842－1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm ；(2)圆柱体的横截面积为S ＝π(D 2)2，由电阻定律R ＝ρL S 和欧姆定律R ＝U I 可知，ρ＝πD 2U4IL.2．衡水中学课外活动小组的同学们在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根粗细均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量．某同学选用的电学器材如下：电压表(量程15 V ，内阻约90 k Ω)、电流表(量程300 μA ，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(100 Ω，1 A)、电池组(电动势E ＝12 V ，内阻r ＝6 Ω)、开关一个、导线若干． 实验中测量情况如下：安装前他用图乙(a)的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙(b)所示． 测得两电极相距L ＝0.314 m.实验中测得包括0在内的9组电流I 、电压U 的值，在坐标纸上描点如图所示．根据以上材料请回答下面的问题：(1)测量玻璃管内径时，应将图乙(a)游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d＝________mm.(2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至________端(选填M或N)．(3)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)；用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率ρ＝________．(4)该同学在完成实验报告时，通过比较水柱电阻、电表内阻时发现，实验中的电路设计有不妥之处，会引起较大的系统误差，于是他在实验报告中提出了改进意见，并画出了改进后的电路原理图．请在虚线框中画出改进后的实验电路原理图．答案(1)A 30.75 (2)M (3)1.0×105πRd2 4L(4)如图所示解析(1)游标卡尺中的A是用于测内径的，其读数d＝30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm(2)滑动变阻器分压接法时，闭合开关时，分压应为零，即滑片应置于M端．(3)根据图作过原点的直线(使较多的点在直线上或平均分布于直线两侧)，其斜率即为阻值R ＝1.0×105Ω.根据R ＝ρL S ，得ρ＝πRd24L.(4)由于被测电阻阻值较大，故电流表应内接．3．为了测量某待测电阻R x 的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择． 电流表A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)； 电流表A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)； 电压表V 1(量程0－3 V ，内阻很大)； 电压表V 2(量程0－15 V ，内阻很大)； 电源E(电动势约为3 V ，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R 1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)； 滑动变阻器R 2(0－1 k Ω，允许最大电流0.5 A)； 单刀单掷开关S 一个，导线若干．(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号) (2)请在下面的虚线框内画出测量电阻R x 的实验电路图．(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为U 时，电流表示数为I ，则计算待测电阻阻值的表达式为R x ＝________．答案 (1)A 1 V 1 R 1 (2)见解析图 (3)UI－R 解析 (1)首先选取唯一性器材：电源E(电动势约为3 V ，内阻约为0.2 Ω)，定值电阻R(20 Ω允许最大电流1.0 A)，单刀单掷开关S ，导线．电源电动势约为3 V ，所以电压表选择V 1(量程0－3 V ，内阻很大)；待测电阻R x 的阻值约为30 Ω，流过R x 的最大电流为3 V30 Ω＝0.1 A ＝100 mA ，如果电流表选择A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)；滑动变阻器R 2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R 1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)．(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻R x 的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50 mA ，应给待测电阻串联一个定值电阻R ，起保护作用．实验原理图如图所示． (3)根据欧姆定律可得R x ＝UI－R.4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a 、b 、c 、d 是四种金属丝．①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．____________________________；②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a 、b 、c 分别为下表中编号为A 、B 、C 的金属丝，则金属丝d 应为下表中的________(用表中编号D 、E 、F 表示)．(2) ①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L ＝80.00 cm ，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，则金属丝的直径d 为________；②按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I 、U 数据描在如图丁所示的坐标系上．由图可求得金属丝的电阻R ＝________Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．答案 (1)①不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比 ②E (2)①1.600 mm ②0.52 1.3×10－6解析 (1)①串联电路的电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小．②探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A 、B 、C 的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d 应选表中的E. (2)①由题图乙示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm ＋10.0×0.01 mm＝1.600 mm ； ②根据坐标系内的点作出图像如图所示．由图像可知，电阻阻值为R ＝U I ＝0.30.58 Ω≈0.52 Ω；由R ＝ρlS＝ρl π（d 2）2可得，电阻率ρ＝πRd 24l ＝3.14×0.52×（1.600×10－3）24×0.800 Ω·m ≈1.3×10－6Ω·m.5．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和(b)所示，长度为________ cm ，直径为________ mm.(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下．①将滑动变阻器R 1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0.②将电阻箱R 2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S 2拨向接点2；保持R 1不变，调节R 2，使电流表示数仍为I 0，此时R 2阻值为1 280 Ω. (3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω. 答案 (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280 解析 (1)长度l ＝5.0 cm ＋1×110mm ＝5.01 cm ； 直径d ＝5 mm ＋31.5×0.550mm ＝5.315 mm. (2)①为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处．②为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大． (3)将S 1闭合，S 2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．当S 2拨向2时，其等效电路图如图乙所示． 由闭合电路欧姆定律，知I ＝ER 1＋R ＋r当I 相同均为I 0时，R 2＝R 圆柱体 所以R 圆柱体＝1 280 Ω6．现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下： 标准电流表A 1(量程250 mA ，内阻r 1＝5 Ω)； 电流表A 2(量程300 mA ，内阻r 2约为5 Ω)； 待测电阻R 1(阻值约为100 Ω)； 滑动变阻器R 2(最大阻值10 Ω)；电源E(电动势约为6 V ，内阻r 约为1 Ω)； 单刀单掷开关，导线若干．(1)要求方法简捷，并能测量多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号． (2)实验中，需要直接测量的物理量有________，用测得的量表示待测电阻R 1的阻值R 1＝________．答案 (1)实验电路原理图见解析图 (2)两电流表A 1、A 2的读数I 1、I 2I 1I 2－I 1r 1【解析】(1)由于A1的内阻已知，可当做电压表来用；又给了另一个电流表A2，可结合两电流表示数之差，利用欧姆定律测R1的阻值；题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；电路图如图所示：(2)实验中，测出两电流表A1、A2的读数I1、I2之后，则(I2－I1)R1＝I1r1，所以R1＝I1r1I2－I1. 7．(2016·课标全国Ⅱ)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)． A ．10 μA B ．250 μA C ．500 μAD ．1 mA答案 (1)R 1 (2)连线如下图所示 (3)2 520 (4)D解析 (1)实验原理类比于半偏法测电表内阻，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选R 1.(3)近似认为电压表所在电路的总电压不变，2R V ＝2.5－2R ，则R V ＝4R ＝2 520 Ω. (4)由欧姆定律可知，I 满＝U 满R V ＝ 2.52 520mA ≈1 mA.。
高考物理总复习 第七章 恒定电流 实验八 测量电源电动势和内电阻教案
实验八测量电源电动势和内电阻注意事项1.可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2.电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。
因此，实验中不要将I调得过大，读数要快，每次读完立即断电。
3.计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值，再求平均值。
4.合理选择标度：为使图线分布空间大，如图1所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝EI短确定，应根据r＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔUΔI确定。
图1误差分析1.用图象法求E和r时作图不准确。
2.由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。
本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真。
热点一实验原理与实验操作【例1】(2015·江苏单科，10)小明利用如图2所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。
图2(1)如图2中电流表的示数为________A。
(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I(A)0.120.200.280.360.44由图线求得：电动势E＝________V；内阻r＝________Ω。
(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。
其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为___________________________ ____________________________________________________________________。
解析 (1)由实验装置图可知，电流表使用0.6 A 量程，所以读数为0.44 A ；(2)描点画图，如图所示，根据U ＝－Ir ＋E 可得电动势为E ＝1.60 V ；图线的斜率绝对值等于内阻r ＝1.22 Ω；(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。
高考物理总复习 课时配套作业33 新人教版选修32
课时作业(三十三)1．(2012·江苏南通月考)电磁炉的工作原理是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( ) A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗[解析] 涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确、B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热食物，故选项C、D错误．[答案] A2．(2012·湖南嘉兴模拟)在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒PQ以初速度v0水平抛出，如右图所示．棒在运动过程中始终保持水平，空气阻力不计，那么，下列说法中正确的是( ) A．PQ棒两端的电势一定满足φP<φQB．PQ棒中的感应电动势越来越大C．PQ棒中的感应电动势越来越小D．PQ棒中的感应电动势保持不变[解析] PQ棒水平切割磁感线，利用右手定则可判断两端的电势一定满足φP<φQ，A 正确；因PQ棒水平方向速度不变，竖直方向不切割磁感线，所以PQ棒中的感应电动势保持不变，D正确．[答案] AD3．如右图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是( )A.BdvRB.Bdv sin θR C.Bdv cos θRD.BdvR sin θ[解析] 导体棒与磁场垂直，速度与磁场垂直且与棒长度方向垂直，由E ＝Blv ，l ＝dsin θ得I ＝E R ＝BdvR sin θ，D 正确．[答案] D4．(2012·徐州检测)如图所示，A 、B 、C 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S 闭合，下面说法正确的是( )A ．B 、C 灯同时亮，A 灯后亮B ．A 、B 、C 灯同时亮，然后A 灯逐渐变暗，最后熄灭 C ．A 灯一直不亮，只有B 灯和C 灯亮D ．A 、B 、C 灯同时亮，并且亮暗没有变化[解析] 由于线圈的自感系数很大，在开关闭合瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中电流为零，所以电流通过A 和B 、C 支路，三灯同时亮；随着L 中的电流增大，A 中电流逐渐减小；由于线圈L 的电阻很小，电路达到稳定时灯泡A 被线圈短路，灯泡A 中电流为零，最后熄灭，故B 项正确．[答案] B5.如右图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关S 与一个n 匝的数圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球．开关S 闭合前传感器上有示数，开关S 闭合后传感器上的示数变为原来的一半．则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是( )A ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgd2q B ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgd2nq C ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd2qD ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd2nq[解析] 开关S 闭合后传感器示数减小，说明带电小球对传感器的压力变小，小球带正电，说明金属板上极板带负电，由楞次定律判断可知，线圈中感应电流的磁场方向是竖直向下的，从而推知题图中的磁场正在增强；依题意知，闭合开关S 后小球受重力mg .支持力F N和电场力F 电而处于平衡状态，即F 电＋F N ＝mg ，其中F 电＝q ·nΔΦΔt d ，F N ＝12mg ，代入解得ΔΦΔt＝mgd2nq，故选项B 正确．[答案] B6.如右图所示的电路中，两个相同的小灯泡L 1和L 2分别串联一个带铁芯的电感线圈L 和一个滑动变阻器R .闭合开关S 后，调整R ，使L 1和L 2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I .然后，断开S.若t ′时刻再闭合S ，则在t ′前后的一小段时间内，正确反映流过L 1的电流i 1、流过L 2的电流i 2随时间t 变化的图象是[解析] 闭合开关S ，调整R ，使两个灯泡L 1、L 2发光亮度相同，电流为I ，说明R L ＝R ；若t ′时刻再闭合S ，流过电感线圈L 和灯泡L 1的电流迅速增大，电感线圈L 产生自感电动势，阻碍流过L 1的电流i 1增大，直至达到电流I ，故选项A 错误，B 正确；而对于R 和L 2支路来说，流过灯泡L 2的电流i 2立即达到电流I ，故C 、D 均错误．[答案] B7.如右图，垂直矩形金属框的匀强磁场的磁感应强度为B ，导体棒ab 垂直线框两长边搁在框上，ab 长为l ，在Δt 时间内，ab 向右以速度v 匀速滑过距离d ，则A ．因右边面积减小ld ，左边面积增大ld ，则ΔΦ＝2Bld ，E ＝2Bld2ΔtB ．因右边面积减小ld ，左边面积增大ld ，减小磁通量与增大磁通量相互抵消，ΔΦ＝0，E ＝0C ．ΔΦ＝Bld ，E ＝Bld ΔtD ．因ab 棒做切割磁感线运动，所以不能用E ＝ΔΦΔt计算感应电动势，只能用E ＝Blv 计算感应电动势[解析] 磁通量的变化等于磁感应强度与导线扫过面积的乘积，即ΔΦ＝Bld ，故选项A 、B 均错误；感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝BldΔt或E ＝Blv ，故选项C 正确，D 错误． [答案] C8．(2012·扬州检测)面积S ＝0.2 m 2、n ＝100匝的圆形线圈，处在如下图所示的匀强磁场内，磁感应强度B 随时间t 变化的规律是B ＝0.02 t T ．电阻R 与电容器C 并联后接在线圈两端，电阻R ＝3 Ω，电容C ＝30 μF ，线圈电阻r ＝1 Ω.求：(1)通过R 的电流的大小和方向； (2)电容器所带的电荷量．[解析] (1)通过圆形线圈的磁通量Φ变大，由楞次定律和安培定则知，线圈中感应电流的方向为逆时针，所以通过R 的电流方向为由b 到a .由法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势为E ＝nΔΦΔt ＝nSΔBΔt＝100×0.2×0.02 V＝0.4 V ， 由闭合电路欧姆定律，通过R 的电流为I ＝E R ＋r ＝0.43＋1A ＝0.1 A. (2)电容器两端的电压等于电阻R 两端的电压，即U C ＝U R ＝IR ＝0.1×3 V＝0.3 V ，电容器所带的电荷量为Q ＝CU C ＝30×10－6×0.3 C＝9×10－6 C.[答案] (1)0.1 A ，方向b →R →a (2)9×10－6C9．(2012·无锡检测)如右图所示，在存在右边界的垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB 边始终与磁场右边界平行．已知AB ＝BC ＝l ，线框导线的总电阻为R .则线框离开磁场的过程中A ．线框中的电动势随时间均匀增大B ．通过线框截面的电荷量为Bl 22RC ．线框所受外力的最大值为2B 2l 2vRD ．线框中的热功率与时间成正比[解析] 三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度L ＝vt ，所以线框中感应电动势的大小E ＝BLv ＝Bv 2t ，故选项A 正确；线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量Q ＝It ＝ΔΦΔtR ×Δt ＝Bl 22R ，选项B 正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则F ＝BIl ＝B 2l 2vR ，选项C 错误；线框的热功率为P ＝Fv ＝BIvt ×v ＝B 2v 4t 2R，选项D 错误．[答案] AB10．某学习小组设计了一种发电装置如下图甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h ＝0.5 m 、半径r ＝0.2 m 的圆柱体，其可绕固定轴OO ′逆时针(俯视)转动，角速度ω＝100 rad/s.设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B ＝0.2 T 、方向都垂直于圆柱体侧表面．紧靠圆柱外侧固定一根与其等高、电阻R 1＝0.5 Ω的细金属杆ab ，杆与轴OO ′平行．图丙中阻值R ＝1.5 Ω的电阻与理想电流表A 串联后接在杆a 、b 两端．下列说法正确的是( )A ．电流表A 的示数约为1.41 AB ．杆ab 产生的感应电动势的有效值E ＝2 VC ．电阻R 消耗的电功率为2 WD ．在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A 的总电荷量为零 [解析] 圆柱体转过一周为感应电动势的4个周期，T ＝T 04＝142πω＝π200s.金属杆上感应电动势的大小E ′＝Blv ＝Bhrω＝2.0 V ；感应电动势的方向周期性变化，周期为π200 s ，所以有效值E ＝2.0 V ，则I ＝ER 1＋R ＝1.0 A ，电阻R 的电功率为P ＝I 2R ＝1.5 W ．电流在电流表中周期性变化，每个周期的总电流为零．[答案] BD11．如右图所示，金属杆ab 放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l 1＝0.8 m ，宽l 2＝0.5 m ，回路总电阻R ＝0.2 Ω，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M ＝0.04 kg 的木块，磁感应强度从B 0＝1 T 开始随时间均匀增加，5 s 末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g 取10 m/s 2，求回路中的电流强度．[解析] 设磁感应强度B (t )＝B 0＋kt ，k 是大于零的常量， 于是回路电动势E ＝SΔBΔt＝kS① S ＝l 1×l 2② 回路电流I ＝E R③杆受安培力F (t )＝BIl 2＝(B 0＋kt )Il 2④5秒末有F (5)＝B 0＋5·k kl 1l 22R＝Mg⑤可以得到k ＝0.2 T/s 或k ＝－0.4 T/s(舍去)， 解得I ＝0.4 A. [答案] 0.4 A12．(2012·长春调研)如图甲所示，空间存在一宽度为2L 的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在光滑绝缘水平面内有一边长为L 的正方形金属线框，其质量m ＝1 kg 、电阻R ＝4 Ω，在水平向左的外力F 作用下，以初速度v 0＝4 m/s 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F 大小随时间t 变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B ；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q ； (3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由．[解析] (1)由F —t 图象可知，线框加速度a ＝F 2m＝2 m/s 2框的边长L ＝v 0t －12at 2＝(4×1－12×2×12) m ＝3 mt ＝0时刻线框中的感应电流I ＝BLv 0R线框所受的安培力F 安＝BIL 由牛顿第二定律F 1＋F 安＝ma 又F 1＝1 N ，联立得B ＝13T ＝0.33 T(2)线框进入磁场的过程中，平均感应电动势E ＝BL 2t平均电流I ＝ER通过线框的电荷量q ＝I t联立得q＝0.75 C(3)设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x，由运动学公式得0－v20＝－2ax代入数值得x＝4 m<2L所以线框不能从右侧离开磁场．[答案] (1)0.33 (2)0.75(3)不能从右侧离开磁场理由见解析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3题图
(2)实验的主要步骤如下：
①检查并调节电压表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线．
②调节电阻箱R的阻值至________．
③将开关S闭合，逐渐调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻值R和电压表的示数U.
④改变电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，作出
1
的图线如图所示(取国际单位制单位)．
R
(3)由作出的图线可求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)
4．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA、内阻为2500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若干导线．
图1 图2
第4题图
(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA 的电流表，则应将表头与电阻箱______(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为____Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如表：
123456
R/Ω95.075.055.045.035.025.0
I/mA15.018.724.829.036.048.0
IR/V 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20
①根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出IRI图线；
②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W
D．电源的效率达到最大值
(3)根据图乙可以求得定值电阻R0＝______Ω，电源电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω.
测量电源的电动势和内阻1.D 【解析】由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，经变形可得U＝－rI＋E.测量电源电动势和内阻的实验通过改变外电路的电阻可以得到多组I和U，再通过描点法得到U －I图象，图象的斜率k＝－r，从而得到r＝－k，图象的纵截距b＝E.选项A中可以通过安培表和伏特表的读数得到外电压和干路电流，如图(a)所示，所以选项A可取．选项B中可以通过伏特表的读数和若干定值电阻的实际阻值大小计算出干路的电流大小，实验电路图如图(b)所示，所以选项B可取．选项C中可以通过安培表的读数和电阻箱的取值得到外电压的大小，实验电路图如图(c)所示，所以选项C可取．选项D中无法得到外电压，所以选项D不可取．
(a) (b) (c)
第1题图
2．(1)0.44 (2)UI图象见解析图 1.60(1.58～1.62都算对) 1.22(1.18～1.26都算对) (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大
【解析】(1)由实验装置图可知，电流表使用0.6 A量程，所以读数为0.44 A；(2)描点画图，如图所示，根据U＝－Ir＋E可得电动势为E＝1.60 V；图线的斜率绝对值等于内阻r＝1.22 Ω；(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大．
第2题图
3．(1)如图所示(2)最大值 (3)3.3 1.0
【解析】(1)
第3题图
(2)为了保护电路，电阻箱的阻值应调为最大值．(3)由闭合电路欧姆定律E＝U＋r，得到＝－，由图象在纵轴上截的绝对值得内阻r ＝1.0 Ω，由图象斜率可得电动势E＝3.3 V.
4．(1)并联 5 (2)①如图所示②1.53 2.0
【解析】(1)电流表量程扩大于50 mA，即扩大＝500倍，则应并联一个小电阻，其分流应为表头电流的499倍，则有：R＝≈5 Ω；
(2)①根据描点法作出5、6两点，再由直线将各点相连即得出对应的图象如图所示；
第4题图
②因IR即表示电源的路端电压，则有；IR＝E－I(r＋RA)，
则由图象可知，对应的电动势为1.53 V，内阻为：r＝－5＝2.0 Ω.
5．(1)D (2)如图所示(3)1.50 1.00
第5题图
【解析】(1)为了让电流表有明显的读数，所以应选择总阻值较小的滑动变阻器，选D. (2)滑动变阻器R1与电流表A串联，定值电阻R0与电流表G串联，二者再并联．(3)从图象中取两组数据，代入闭合电路欧姆定律，E＝(I1＋I2)r＋I2(R0＋RG)，可解出电源电动势和内阻．
6．(1)BC (2)ABC (3)2.0 1.5 1.0
【解析】(1)定值电阻的U－I图线是正比图线，一定经过原点，故图线M是根据电压表V2和电流表A的数据画得的，电阻为2 Ω；电源的U－I图线是向下倾斜的图线，故直线N是根据电压表V1和电流表A的数据画得的，电动势为1.5 V，内电阻为1 Ω；故选BC；
(2)当定值电阻和电源的电流、电压相等时，一定是电阻直接与电源相连；故滑动变阻器是短路，故A正确；滑动变阻器短路时，外电阻与内电阻最接进，故电源输出功率最大，故B正确；此时电阻的电压为1 V，电流为0.5 A，故功率为0.5 W，故C正确；外电阻最小，效率最低，故D错误；故选ABC；。