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福建省五年（2017-2021）高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题（16题，含答案）
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这是一份福建省五年（2017-2021）高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题（16题，含答案），共22页。试卷主要包含了外界空气的密度，60°等内容，欢迎下载使用。
福建省五年（2017-2021）高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题（16题，含答案）
一．填空题（共6小题）
1．（2021•福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝ ，A＝ 。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩 m（用分数表示）。
2．（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体对外 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度 （填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。
3．（2020•新课标Ⅰ）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能 （填“大于”“等于”或“小于”）零。
4．（2019•新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度 （填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度 （填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
5．（2018•新课标Ⅰ）如图，Rt△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出。其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角 （填“小于”“等于”或“大于”）60°。
6．（2017•新课标Ⅰ）如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，﹣2）。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，﹣2）的路程差为 m，两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”），点C（0，0.5）处质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”）。
二．实验题（共10小题）
7．（2021•福建）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100～200Ω，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为 mm。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至 倍率的电阻挡（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为 Ω。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为 Ω•m（结果保留3位有效数字）。
8．（2021•福建）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该 （填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为 m/s（结果保留2位小数）。
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v﹣t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小 （填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是 。
9．（2020•新课标Ⅰ）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U﹣I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：
（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω（保留1位小数）。
10．（2020•新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间 时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；
（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝ ，滑块动量改变量的大小Δp＝ ；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）
（6）某一次测量得到的一组数据为：d＝1.000cm，m1＝1.50×10﹣2kg，m2＝0.400kg，Δt1＝3.900×10﹣2s，Δt2＝1.270×10﹣2s，t12＝1.50s，取g＝9.80m/s2．计算可得I＝ N•s，Δp＝ kg•m•s﹣1；（结果均保留3位有效数字）
（7）定义δ＝||×100%，本次实验Δ＝ %（保留1位有效数字）。
11．（2019•新课标Ⅰ）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 点，在打出C点时物块的速度大小为 m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 m/s2（保留2位有效数字）。
12．（2019•新课标Ⅰ）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将图（b）中的实物连线。
（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是 。（填正确答案标号）
A.18mA
B.21mA
C.25mA
D.28mA
（3）产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝ 。
13．（2018•新课标Ⅰ）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
现要测量图（a）中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）示数，其读数为 cm．当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为 N/m（保留3位有效数字）。
14．（2018•新课标Ⅰ）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃．将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到 （填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2﹣t曲线；
（3）由图（b）可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性，当t＝44.0℃时，可得RT＝ Ω；
（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为 Ω，则手心温度为 ℃。
15．（2017•新课标Ⅰ）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2．（结果均保留2位有效数字）
16．（2017•新课标Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）
固定电阻R0（阻值1000Ω）
滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）
电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 （填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 W，最大功率为 W．（结果均保留2位小数）
参考答案与试题解析
一．填空题（共6小题）
1．（2021•福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝ 2 ，A＝ 3 。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩 m（用分数表示）。
【答案】2；3；。
【解析】解：衰变方程为，根据电荷数守恒和质量数守恒可得，Z﹣1＝1，解得：Z＝2
A+0＝3，解得：A＝3；
经过50年，排入海水中的氚的剩余质量为：
2．（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体对外 做正功 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度 先升高后降低 （填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。
【答案】做正功；先升高后降低
【解析】解：该过程气体体积增大，对外做正功。
由题图可知，从状态A到状态B，p与V的乘积先增大后减小，根据一定理想气体状态方程，可知气体的温度先升高后降低。
3．（2020•新课标Ⅰ）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 减小 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能 减小 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能 小于 （填“大于”“等于”或“小于”）零。
【答案】减小；减小；小于。
【解析】解：若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子体现引力，分子力做正功，分子势能减小；
在间距由r2减小到r1的过程中，分子体现引力，分子做正功，分子势能减小；
规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，在间距小于r1过程中，分子体现斥力，分子力负功，分子势能增加，因此在间距等于r1处，势能小于零，
4．（2019•新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度 低于 （填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度 大于 （填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
【答案】低于；大于。
【解析】解：由题意可知，容器和活塞的绝热性能良好，故容器内气体与外界不发生热交换，故△Q＝0；但现活塞缓慢移动过程中，容器中气体压强逐渐减少，则容器内气体不断膨胀，体积增大，气体对外界做功，即W＜0，
根据热力学第一定律可知：△U＝△Q+W＜0，故容器气体内能减小，温度降低，低于外界温度。
最终容器内气体压强与外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV＝nRT，
又∵ρ＝，m为容器内气体质量，
联立解得：ρ＝，
当选取一部分与容器内气体相同质量的外界气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界气体密度。
5．（2018•新课标Ⅰ）如图，Rt△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出。其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角 大于 （填“小于”“等于”或“大于”）60°。
【答案】；大于。
【解析】解：由下图可知，当红光进入玻璃三棱镜后，在AB界面上垂直进入，到达AC界面发生了折射现象，根据几何关系可得：入射角的大小为∠1＝30°，又因为已知折射角的大小为γ＝60°，
利用折射定律可解得：玻璃对红光的折射率。
若改用蓝光沿同一路径入射，在AB界面上仍是垂直进入，由几何关系可知，其入射角不变；当到达AC界面发生折射现象，由于蓝光的折射率比红光的折射率大，再利用折射定律，
在∠1＝30°不变的情况下，由于折射率增加，可得出其折射角将增加，即：光线在D点射出时的折射角大于60°。
6．（2017•新课标Ⅰ）如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，﹣2）。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，﹣2）的路程差为 2 m，两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互 减弱 （填“加强”或“减弱”），点C（0，0.5）处质点的振动相互 加强 （填“加强”或“减弱”）。
【答案】2；减弱；加强。
【解析】解：由图可知，路程差为△S1＝﹣8＝2m；
两列波的波速均为1.00m/s。由图可得T＝2s，所以波长为λ＝vT＝1×2＝2m，两列波从波源传播到点B（4，1）处的路程差为△S2＝﹣＝0，为波长的整数倍，又因为两波源起振方向相反，所以振动减弱；
两列波从波源传播到点C（0，0.5）处的路程差为△S3＝3.5﹣2.5＝1m，为半波长，又因为两波源起振方向相反，所以振动加强。
二．实验题（共10小题）
7．（2021•福建）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100～200Ω，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为 1.417 mm。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至 ×10 倍率的电阻挡（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为 160 Ω。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为 3.14×10﹣4 Ω•m（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）1.417；（3）×10；（5）160；（7）3.14×10﹣4
【解析】解：（1）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以电阻丝的直径为d＝1mm+41.7×0.01mm＝1.417mm；
（3）使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在100～200Ω，而表盘中央刻度在15～20左右，所以应选择×10倍率的电阻挡；
（5）15～20之间的分度值为1，所以该电阻丝的电阻值为R＝16×10Ω＝160Ω；
（7）根据电阻定律有R＝ρ，解得该电阻丝的电阻率为ρ＝＝＝3.14×10﹣4Ω•m。
8．（2021•福建）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该 往右移 （填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为 0.15 m/s（结果保留2位小数）。
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v﹣t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小 逐渐变小 （填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是 空气阻力随速度增大而增大 。
【答案】往右移；0.15；逐渐变小；空气阻力随速度增大而增大
【解析】解：（2）由题图（b）可知从左往右点间距逐渐增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，应减小木板的倾角，即将垫块往右移。
（4）打F点时小车的速度大小等于打E、G两点之间小车的平均速度大小，即
（5）v﹣t图像的斜率表示加速度，所以由图像可知小车加速度大小逐渐变小。
小车加速度随速度的增大而变小，根据牛顿第二定律可知小车所受合外力F随速度的增大而变小。装上薄板后，设小车所受空气阻力大小为f，则F＝T﹣f
而细绳拉力T不变，故由此得到的结论是空气阻力随速度增大而增大。
9．（2020•新课标Ⅰ）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U﹣I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：
（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 O、P （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 Ⅰ （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 50.5 Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 50.0 Ω（保留1位小数）。
【答案】（1）O、P；（2）Ⅰ，50.5（50.3～50.9）；（3）50.0（49.8～50.4）。
【解析】解：（1）当电压表跨接在O、P两点时，电流表外接，电压准确，电流测量值为电阻与电压表电流之和，由得电阻测量值偏小；电压表跨接在O、Q两点时，电流表内接，电流准确，电压测量值为电阻与电流表电压之和，电阻测量值偏大；U﹣I图象的斜率大小等于电阻测量值，因此图线Ⅱ为电压表跨接在O、P两点测量得到的。
（2）由图线斜率可得I图线测得电阻值为：RⅠ＝Ω≈50.5Ω，图线II测得电阻阻值为RⅡ＝≈47.7Ω，被测电阻值约为50Ω，＝＝20，＝＝100，因＜，电流表采用内接法，电压表跨接在O、Q两点，测量结果为50.5Ω。
（3）电压表跨接在O、Q间，测得的阻值为电阻与电流表电阻之和，则有：R＝R1﹣RA＝50.5Ω﹣0.5Ω＝50.0Ω。
10．（2020•新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间 大约相等 时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；
（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝ m1gt12 ，滑块动量改变量的大小Δp＝ m2（ ﹣） ；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）
（6）某一次测量得到的一组数据为：d＝1.000cm，m1＝1.50×10﹣2kg，m2＝0.400kg，Δt1＝3.900×10﹣2s，Δt2＝1.270×10﹣2s，t12＝1.50s，取g＝9.80m/s2．计算可得I＝ 0.221 N•s，Δp＝ 0.212 kg•m•s﹣1；（结果均保留3位有效数字）
（7）定义δ＝||×100%，本次实验Δ＝ 4 %（保留1位有效数字）。
【答案】（1）大约相等；（5）m1gt12；m2（ ﹣）；（6）0.221；0.212；（7）4
【解析】解：（1）气垫导轨水平时，不考虑摩擦力时，滑块所受的合外力为零，此时滑块做匀速直线运动，而两个光电门的宽度都为d，根据t＝得遮光片经过两个光电门的遮光时间相等，实际实验中，会存在摩擦力使得滑块做的运动近似为匀速直线运动，故遮光片经过两个光电门的遮光时间大约相等；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，拉力的大小等于砝码和砝码盘所受重力，故F＝m1g，而遮光片从A运动到B所用的时间为t12，故拉力冲量的大小I＝Ft12＝m1gt12；
由于光电门的宽度d很小，所以我们用经过光电门的平均速度代替滑块经过A、B两处的瞬时速度，故滑块经过A时的瞬时速度v，滑块经过B时的瞬时速度vB＝，故滑块动量改变量的大小△p＝m2（vB﹣vA）＝m2（ ﹣）；
（6）I＝m1gt12＝1.50×10﹣2×9.8×1.50N•s＝0.221N•s；
△p＝m2（ ﹣）＝0.4×（﹣）kg•m•s﹣1＝0.212kg•m•s﹣1；
（7）δ＝||×100%＝||×100%＝4%；
11．（2019•新课标Ⅰ）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 A 点，在打出C点时物块的速度大小为 0.233 m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 0.75 m/s2（保留2位有效数字）。
【答案】A，0.233，0.75。
【解析】解：物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是A点；
每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：t＝0.02×5＝0.1s，
打出C点时的速度大小为：vC＝≈0.233m/s；
匀变速直线运动的推论△x＝at2可知，加速度为：a＝＝0.75m/s2；
12．（2019•新课标Ⅰ）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将图（b）中的实物连线。
（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是 C 。（填正确答案标号）
A.18mA
B.21mA
C.25mA
D.28mA
（3）产生上述问题的原因可能是 AC 。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝ 。
【答案】（1）实物电路图如图所示；（2）C；（3）AC；（4）。
【解析】解：（1）微安表与分流电阻并联可以改装成电流表，根据图（a）所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（2）微安表量程为250μA，由图（c）所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为160μA，
电流表示数为16.0mA，电流表示数为微安表示数的＝100倍，
改装后电流表量程为：250×10﹣6×100＝25×10﹣3A＝25mA，故C正确；
故选：C；
（3）由（2）可知，改装后电流表量程偏大，则流过分流电阻的电流偏大，由并联电路特点可知，分流电阻阻值偏小，把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R＝；
AB、如果微安内阻Rg测量值错误，并联分流电阻阻值R偏小，则微安内阻Rg测量值偏小，微安表内阻实际阻值大于测量值1200Ω，故A正确，B错误；
CD、如果R值计算错误，接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大，故C正确，D错误；
故选：AC；
（4）把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R＝，
由（2）可知，流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍，则并联电阻：R＝，Rg＝99R，
把微安表改装成20mA的电流表，并联电阻阻值：R并＝＝＝＝kR，
则：k＝；
13．（2018•新课标Ⅰ）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
现要测量图（a）中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）示数，其读数为 3.775 cm．当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为 53.7 N/m（保留3位有效数字）。
【答案】3.775；53.7。
【解析】解：图（b）中主尺读数为3.7cm，游标卡尺的读数为0.05mm×15＝0.75mm，故读数为3.7cm+0.75mm＝3.775cm；
由题意可得：托盘内放质量m＝0.100kg的砝码，弹簧伸长量△x＝3.775cm﹣1.950cm＝1.825cm；
根据受力分析可得：mg＝k△x，故弹簧的劲度系数；
14．（2018•新课标Ⅰ）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃．将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到 b （填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2﹣t曲线；
（3）由图（b）可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性，当t＝44.0℃时，可得RT＝ 450.0 Ω；
（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为 620.0 Ω，则手心温度为 33.0 ℃。
【答案】（1）b；（2）如图所示；（3）450.0（440.0﹣460.0）；（4）620.0；33.0（32.0﹣34.0）。
【解析】解：（1）由图可知，滑动变阻器采用限流接法，实验开始时应让电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电阻应为最大，故开始时滑片应移动到b端；
（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；
（3）由图b可知，当t＝44.0℃时，对应在的坐标约为450.0Ω；可得：RT＝450.0Ω；
（4）根据电阻箱的读数方法可知，电阻箱的读数为：6×100+2×10＝620.0Ω，由图可知对应的温度为33.0℃；
15．（2017•新课标Ⅰ）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是 从右向左 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 0.19 m/s，加速度大小为 0.037 m/s2．（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）从右向左；（2）0.19，0.037。
【解析】解：（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；
（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：T＝s＝s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vA＝ m/s＝0.19m/s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度，得：
a＝ m/s2＝﹣0.037 m/s2，
那么加速度的大小为 0.037 m/s2。
16．（2017•新课标Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）
固定电阻R0（阻值1000Ω）
滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）
电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 增大 （填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率 增大 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 0.39 W，最大功率为 1.18 W．（结果均保留2位小数）
【答案】（1）如图所示；（2）增大；增大；（3）0.39；1.18。
【解析】解：（1）因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；
（2）I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
（3）当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为4V，等效内阻为10Ω；则有：U＝4﹣10I；作出电源的伏安特性曲线如图a中实线所示；由图可知，灯泡电压为U＝1.75V，电流I＝225mA＝0.225A，则最小功率P＝UI＝1.75×0.225W＝0.39W；
当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡消耗的功率最大；此时电源的内阻为1.0Ω，作出电源的伏安特性曲线如图a中虚线所示；如图a可知，此时电压为3.70V，电流为320mA＝0.32A；则可知最大功率Pmax＝U'I'＝3.70×0.32＝1.18W。
福建省五年（2017-2021）高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题（16题，含答案）
一．填空题（共6小题）
1．（2021•福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝ ，A＝ 。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩 m（用分数表示）。
2．（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体对外 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度 （填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。
3．（2020•新课标Ⅰ）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能 （填“大于”“等于”或“小于”）零。
4．（2019•新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度 （填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度 （填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
5．（2018•新课标Ⅰ）如图，Rt△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出。其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角 （填“小于”“等于”或“大于”）60°。
6．（2017•新课标Ⅰ）如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，﹣2）。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，﹣2）的路程差为 m，两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”），点C（0，0.5）处质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”）。
二．实验题（共10小题）
7．（2021•福建）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100～200Ω，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为 mm。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至 倍率的电阻挡（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为 Ω。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为 Ω•m（结果保留3位有效数字）。
8．（2021•福建）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该 （填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为 m/s（结果保留2位小数）。
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v﹣t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小 （填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是 。
9．（2020•新课标Ⅰ）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U﹣I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：
（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 Ω（保留1位小数）。
10．（2020•新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间 时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；
（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝ ，滑块动量改变量的大小Δp＝ ；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）
（6）某一次测量得到的一组数据为：d＝1.000cm，m1＝1.50×10﹣2kg，m2＝0.400kg，Δt1＝3.900×10﹣2s，Δt2＝1.270×10﹣2s，t12＝1.50s，取g＝9.80m/s2．计算可得I＝ N•s，Δp＝ kg•m•s﹣1；（结果均保留3位有效数字）
（7）定义δ＝||×100%，本次实验Δ＝ %（保留1位有效数字）。
11．（2019•新课标Ⅰ）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 点，在打出C点时物块的速度大小为 m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 m/s2（保留2位有效数字）。
12．（2019•新课标Ⅰ）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将图（b）中的实物连线。
（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是 。（填正确答案标号）
A.18mA
B.21mA
C.25mA
D.28mA
（3）产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝ 。
13．（2018•新课标Ⅰ）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
现要测量图（a）中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）示数，其读数为 cm．当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为 N/m（保留3位有效数字）。
14．（2018•新课标Ⅰ）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃．将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到 （填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2﹣t曲线；
（3）由图（b）可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性，当t＝44.0℃时，可得RT＝ Ω；
（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为 Ω，则手心温度为 ℃。
15．（2017•新课标Ⅰ）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2．（结果均保留2位有效数字）
16．（2017•新课标Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）
固定电阻R0（阻值1000Ω）
滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）
电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 （填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 W，最大功率为 W．（结果均保留2位小数）
参考答案与试题解析
一．填空题（共6小题）
1．（2021•福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝ 2 ，A＝ 3 。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩 m（用分数表示）。
【答案】2；3；。
【解析】解：衰变方程为，根据电荷数守恒和质量数守恒可得，Z﹣1＝1，解得：Z＝2
A+0＝3，解得：A＝3；
经过50年，排入海水中的氚的剩余质量为：
2．（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体对外 做正功 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度 先升高后降低 （填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。
【答案】做正功；先升高后降低
【解析】解：该过程气体体积增大，对外做正功。
由题图可知，从状态A到状态B，p与V的乘积先增大后减小，根据一定理想气体状态方程，可知气体的温度先升高后降低。
3．（2020•新课标Ⅰ）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 减小 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能 减小 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能 小于 （填“大于”“等于”或“小于”）零。
【答案】减小；减小；小于。
【解析】解：若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子体现引力，分子力做正功，分子势能减小；
在间距由r2减小到r1的过程中，分子体现引力，分子做正功，分子势能减小；
规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，在间距小于r1过程中，分子体现斥力，分子力负功，分子势能增加，因此在间距等于r1处，势能小于零，
4．（2019•新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度 低于 （填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度 大于 （填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
【答案】低于；大于。
【解析】解：由题意可知，容器和活塞的绝热性能良好，故容器内气体与外界不发生热交换，故△Q＝0；但现活塞缓慢移动过程中，容器中气体压强逐渐减少，则容器内气体不断膨胀，体积增大，气体对外界做功，即W＜0，
根据热力学第一定律可知：△U＝△Q+W＜0，故容器气体内能减小，温度降低，低于外界温度。
最终容器内气体压强与外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV＝nRT，
又∵ρ＝，m为容器内气体质量，
联立解得：ρ＝，
当选取一部分与容器内气体相同质量的外界气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界气体密度。
5．（2018•新课标Ⅰ）如图，Rt△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出。其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角 大于 （填“小于”“等于”或“大于”）60°。
【答案】；大于。
【解析】解：由下图可知，当红光进入玻璃三棱镜后，在AB界面上垂直进入，到达AC界面发生了折射现象，根据几何关系可得：入射角的大小为∠1＝30°，又因为已知折射角的大小为γ＝60°，
利用折射定律可解得：玻璃对红光的折射率。
若改用蓝光沿同一路径入射，在AB界面上仍是垂直进入，由几何关系可知，其入射角不变；当到达AC界面发生折射现象，由于蓝光的折射率比红光的折射率大，再利用折射定律，
在∠1＝30°不变的情况下，由于折射率增加，可得出其折射角将增加，即：光线在D点射出时的折射角大于60°。
6．（2017•新课标Ⅰ）如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，﹣2）。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，﹣2）的路程差为 2 m，两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互 减弱 （填“加强”或“减弱”），点C（0，0.5）处质点的振动相互 加强 （填“加强”或“减弱”）。
【答案】2；减弱；加强。
【解析】解：由图可知，路程差为△S1＝﹣8＝2m；
两列波的波速均为1.00m/s。由图可得T＝2s，所以波长为λ＝vT＝1×2＝2m，两列波从波源传播到点B（4，1）处的路程差为△S2＝﹣＝0，为波长的整数倍，又因为两波源起振方向相反，所以振动减弱；
两列波从波源传播到点C（0，0.5）处的路程差为△S3＝3.5﹣2.5＝1m，为半波长，又因为两波源起振方向相反，所以振动加强。
二．实验题（共10小题）
7．（2021•福建）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100～200Ω，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为 1.417 mm。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至 ×10 倍率的电阻挡（填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为 160 Ω。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为 3.14×10﹣4 Ω•m（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）1.417；（3）×10；（5）160；（7）3.14×10﹣4
【解析】解：（1）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以电阻丝的直径为d＝1mm+41.7×0.01mm＝1.417mm；
（3）使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在100～200Ω，而表盘中央刻度在15～20左右，所以应选择×10倍率的电阻挡；
（5）15～20之间的分度值为1，所以该电阻丝的电阻值为R＝16×10Ω＝160Ω；
（7）根据电阻定律有R＝ρ，解得该电阻丝的电阻率为ρ＝＝＝3.14×10﹣4Ω•m。
8．（2021•福建）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该 往右移 （填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为 0.15 m/s（结果保留2位小数）。
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v﹣t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小 逐渐变小 （填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是 空气阻力随速度增大而增大 。
【答案】往右移；0.15；逐渐变小；空气阻力随速度增大而增大
【解析】解：（2）由题图（b）可知从左往右点间距逐渐增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，应减小木板的倾角，即将垫块往右移。
（4）打F点时小车的速度大小等于打E、G两点之间小车的平均速度大小，即
（5）v﹣t图像的斜率表示加速度，所以由图像可知小车加速度大小逐渐变小。
小车加速度随速度的增大而变小，根据牛顿第二定律可知小车所受合外力F随速度的增大而变小。装上薄板后，设小车所受空气阻力大小为f，则F＝T﹣f
而细绳拉力T不变，故由此得到的结论是空气阻力随速度增大而增大。
9．（2020•新课标Ⅰ）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.5Ω．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U﹣I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：
（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在 O、P （填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线 Ⅰ （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 50.5 Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 50.0 Ω（保留1位小数）。
【答案】（1）O、P；（2）Ⅰ，50.5（50.3～50.9）；（3）50.0（49.8～50.4）。
【解析】解：（1）当电压表跨接在O、P两点时，电流表外接，电压准确，电流测量值为电阻与电压表电流之和，由得电阻测量值偏小；电压表跨接在O、Q两点时，电流表内接，电流准确，电压测量值为电阻与电流表电压之和，电阻测量值偏大；U﹣I图象的斜率大小等于电阻测量值，因此图线Ⅱ为电压表跨接在O、P两点测量得到的。
（2）由图线斜率可得I图线测得电阻值为：RⅠ＝Ω≈50.5Ω，图线II测得电阻阻值为RⅡ＝≈47.7Ω，被测电阻值约为50Ω，＝＝20，＝＝100，因＜，电流表采用内接法，电压表跨接在O、Q两点，测量结果为50.5Ω。
（3）电压表跨接在O、Q间，测得的阻值为电阻与电流表电阻之和，则有：R＝R1﹣RA＝50.5Ω﹣0.5Ω＝50.0Ω。
10．（2020•新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间 大约相等 时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；
（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝ m1gt12 ，滑块动量改变量的大小Δp＝ m2（ ﹣） ；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）
（6）某一次测量得到的一组数据为：d＝1.000cm，m1＝1.50×10﹣2kg，m2＝0.400kg，Δt1＝3.900×10﹣2s，Δt2＝1.270×10﹣2s，t12＝1.50s，取g＝9.80m/s2．计算可得I＝ 0.221 N•s，Δp＝ 0.212 kg•m•s﹣1；（结果均保留3位有效数字）
（7）定义δ＝||×100%，本次实验Δ＝ 4 %（保留1位有效数字）。
【答案】（1）大约相等；（5）m1gt12；m2（ ﹣）；（6）0.221；0.212；（7）4
【解析】解：（1）气垫导轨水平时，不考虑摩擦力时，滑块所受的合外力为零，此时滑块做匀速直线运动，而两个光电门的宽度都为d，根据t＝得遮光片经过两个光电门的遮光时间相等，实际实验中，会存在摩擦力使得滑块做的运动近似为匀速直线运动，故遮光片经过两个光电门的遮光时间大约相等；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，拉力的大小等于砝码和砝码盘所受重力，故F＝m1g，而遮光片从A运动到B所用的时间为t12，故拉力冲量的大小I＝Ft12＝m1gt12；
由于光电门的宽度d很小，所以我们用经过光电门的平均速度代替滑块经过A、B两处的瞬时速度，故滑块经过A时的瞬时速度v，滑块经过B时的瞬时速度vB＝，故滑块动量改变量的大小△p＝m2（vB﹣vA）＝m2（ ﹣）；
（6）I＝m1gt12＝1.50×10﹣2×9.8×1.50N•s＝0.221N•s；
△p＝m2（ ﹣）＝0.4×（﹣）kg•m•s﹣1＝0.212kg•m•s﹣1；
（7）δ＝||×100%＝||×100%＝4%；
11．（2019•新课标Ⅰ）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 A 点，在打出C点时物块的速度大小为 0.233 m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 0.75 m/s2（保留2位有效数字）。
【答案】A，0.233，0.75。
【解析】解：物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是A点；
每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：t＝0.02×5＝0.1s，
打出C点时的速度大小为：vC＝≈0.233m/s；
匀变速直线运动的推论△x＝at2可知，加速度为：a＝＝0.75m/s2；
12．（2019•新课标Ⅰ）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将图（b）中的实物连线。
（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图（c）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是 C 。（填正确答案标号）
A.18mA
B.21mA
C.25mA
D.28mA
（3）产生上述问题的原因可能是 AC 。（填正确答案标号）
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝ 。
【答案】（1）实物电路图如图所示；（2）C；（3）AC；（4）。
【解析】解：（1）微安表与分流电阻并联可以改装成电流表，根据图（a）所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（2）微安表量程为250μA，由图（c）所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为160μA，
电流表示数为16.0mA，电流表示数为微安表示数的＝100倍，
改装后电流表量程为：250×10﹣6×100＝25×10﹣3A＝25mA，故C正确；
故选：C；
（3）由（2）可知，改装后电流表量程偏大，则流过分流电阻的电流偏大，由并联电路特点可知，分流电阻阻值偏小，把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R＝；
AB、如果微安内阻Rg测量值错误，并联分流电阻阻值R偏小，则微安内阻Rg测量值偏小，微安表内阻实际阻值大于测量值1200Ω，故A正确，B错误；
CD、如果R值计算错误，接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大，故C正确，D错误；
故选：AC；
（4）把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R＝，
由（2）可知，流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍，则并联电阻：R＝，Rg＝99R，
把微安表改装成20mA的电流表，并联电阻阻值：R并＝＝＝＝kR，
则：k＝；
13．（2018•新课标Ⅰ）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
现要测量图（a）中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）示数，其读数为 3.775 cm．当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为 53.7 N/m（保留3位有效数字）。
【答案】3.775；53.7。
【解析】解：图（b）中主尺读数为3.7cm，游标卡尺的读数为0.05mm×15＝0.75mm，故读数为3.7cm+0.75mm＝3.775cm；
由题意可得：托盘内放质量m＝0.100kg的砝码，弹簧伸长量△x＝3.775cm﹣1.950cm＝1.825cm；
根据受力分析可得：mg＝k△x，故弹簧的劲度系数；
14．（2018•新课标Ⅰ）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω；电源E（6V，内阻可忽略）；电压表（量程150mV）；定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃．将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到 b （填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2﹣t曲线；
（3）由图（b）可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性，当t＝44.0℃时，可得RT＝ 450.0 Ω；
（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为 620.0 Ω，则手心温度为 33.0 ℃。
【答案】（1）b；（2）如图所示；（3）450.0（440.0﹣460.0）；（4）620.0；33.0（32.0﹣34.0）。
【解析】解：（1）由图可知，滑动变阻器采用限流接法，实验开始时应让电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电阻应为最大，故开始时滑片应移动到b端；
（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；
（3）由图b可知，当t＝44.0℃时，对应在的坐标约为450.0Ω；可得：RT＝450.0Ω；
（4）根据电阻箱的读数方法可知，电阻箱的读数为：6×100+2×10＝620.0Ω，由图可知对应的温度为33.0℃；
15．（2017•新课标Ⅰ）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是 从右向左 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 0.19 m/s，加速度大小为 0.037 m/s2．（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）从右向左；（2）0.19，0.037。
【解析】解：（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；
（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：T＝s＝s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vA＝ m/s＝0.19m/s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度，得：
a＝ m/s2＝﹣0.037 m/s2，
那么加速度的大小为 0.037 m/s2。
16．（2017•新课标Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）
固定电阻R0（阻值1000Ω）
滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）
电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 增大 （填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率 增大 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为 0.39 W，最大功率为 1.18 W．（结果均保留2位小数）
【答案】（1）如图所示；（2）增大；增大；（3）0.39；1.18。
【解析】解：（1）因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；
（2）I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
（3）当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为4V，等效内阻为10Ω；则有：U＝4﹣10I；作出电源的伏安特性曲线如图a中实线所示；由图可知，灯泡电压为U＝1.75V，电流I＝225mA＝0.225A，则最小功率P＝UI＝1.75×0.225W＝0.39W；
当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡消耗的功率最大；此时电源的内阻为1.0Ω，作出电源的伏安特性曲线如图a中虚线所示；如图a可知，此时电压为3.70V，电流为320mA＝0.32A；则可知最大功率Pmax＝U'I'＝3.70×0.32＝1.18W。
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