创新专题实验——《实验原理、器材、目的创新》专项提升

修改时间：2024-11-05 浏览次数：23 类型：一轮复习编辑

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一、典型例题方法赏析

1. 为探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，某同学设计了如图甲所示的实验电路.实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R₀ ，把它们看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出电压表和电流表的示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U﹣I图像。

（1）根据题述及图上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为 W，对应的外电阻的阻值为 Ω；

（2）若与电源串联的定值电阻的阻值R₀＝7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E₀＝V，内电阻r₀＝Ω；

（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是该电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U﹣I图像，则可能正确的是。

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2. 传感器是一种将非电学量转换成电信号的检测装置，它是实现自动检测和自动控制的手摇环节；某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的动能定理．如图甲所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度．已知小车质量为200g．

（1）某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速度v随位移s变化规律如图丙所示．利用所得的F-s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中力F做功W=J，此过程动能的变化△E_k=J（保留2位有效数字）．

（2）下列情况中可减小实验误差的操作是____．（填选项前的字母，可能不止一个选项）

A . 使拉力F要远小于小车的重力 B . 实验时要先平衡摩擦力 C . 要使细绳与滑板表面平行

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3. 某同学用匝数可调的可拆变压器来探究“变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验：

（1）下列操作正确的是____。

A . 原线圈接学生电源直流电压，电表置于直流电压挡 B . 原线圈接学生电源交流电压，电表置于交流电压挡

（2）如图甲所示，一变压器的副线圈匝数模糊不清，该同学为确定其匝数，原线圈选择“0”、“8”（×100匝）接线柱，测得电源电压为10.0V，副线圈电压为4.9V，则此时接入的副线圈可能是____。

A . “0”、“2”接线柱 B . “0”、“4”接线柱

（3）如图乙所示，探究铁芯在变压器中的用途时，该同学先将上方的铁芯取出，再将铁芯缓慢向左水平推入，则观察到小灯泡亮度变化与铁芯作用分析正确的是____。

A . 小灯泡变亮 B . 小灯泡变暗 C . 铁芯起到传送能量的作用 D . 若将铁芯换成等大的铜块，则实验现象更明显

（4）你认为该实验的系统误差主要来源是（写出一条即可）。

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4. 小明同学用如图所示的实验装置测量普朗克常量和某金属的逸出功，通过改变入射光的频率并测出对应的遏止电压U绘制 $\text{[math]}$ 图像如图甲所示，已知电子所带电荷量大小是 $\text{[math]}$ 。

（1）普朗克常量h=，此金属的逸出功W=。（用e、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）

（2）另一同学用小明同学的数据绘制 $\text{[math]}$ （其中I为Ｇ的读数）图线如图乙中d所示。他用相同实验装置，但只增大入射光强，则此时图线应是图乙中的（填“a”“b”或“c”）。

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5. 为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，某同学设计了如图所示的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端与桌面右端 $\text{[math]}$ 对齐，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面上的 $\text{[math]}$ 点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出滑槽末端 $\text{[math]}$ 与桌面右端 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ ，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平面上的 $\text{[math]}$ 点。已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，滑块与滑槽之间有摩擦力。

（1）实验还需要测出的物理量是____（用代号表示）

A . 滑槽的高度 $\text{[math]}$ B . 桌子的高度 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 点到 $\text{[math]}$ 点的距离 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 点到 $\text{[math]}$ 点的距离 $\text{[math]}$ E . 滑块的质量 $\text{[math]}$

（2）实验中需要用到的测量工具（仪器）有

（3）写出动摩擦因数 $\text{[math]}$ 的表达式是 $\text{[math]}$

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6. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中

①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是（单选）。

A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变

B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡

C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低

②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是（单选）。

A．原线圈上输入电压过低

B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧

C．小灯泡与底座之间接触不良

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二、夯实基础提升能力

7. 有一种自动控制装置，利用热敏电阻作为传感器，借助电磁开关可实现自动监控温度，从而进行火灾报警，电磁开关的内部结构如图甲所示，1、2接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与触点和弹簧片连接，当励磁线圈中电流大于 $\text{[math]}$ 时，电磁铁吸合衔铁，弹簧片和触点连接，3、4接通；电流小于 $\text{[math]}$ 时，3、4分开，正常情况下，环境温度保持在 $\text{[math]}$ 左右，为使环境温度高于 $\text{[math]}$ 时报警器开始报警，请根据以下提供的器材完成自控监测火灾的电路。
热敏电阻：其电阻随温度变化的图像如图乙所示
电磁开关：线圈电阻为 $\text{[math]}$
电源：电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻可忽略
定值电阻： $\text{[math]}$
报警器；开关；导线若干

（1）由图乙可知，此热敏电阻的阻值随温度按（选填“线性”或“非线性”）规律变化；

（2）图丙中定值电阻应选择（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；

（3）请在图丙中补充完整电路图；

（4）若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温，而使电阻值增加，则报警将会（选填“提前”、“延后”或“不变”）。

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8. 如图所示，某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如下实验方案。

（1）按照图1安装实验装置，把长木板放在水平桌面上，调节光滑定滑轮的高度，使细线与长木板平行，（填“需要”或“不需要”）把长木板左端垫高；

（2）在光滑动滑轮挂钩上挂上钩码，接通打点计时器电源，释放滑块，得到如图2的一条纸带，并选取了七个计数点，两个计数点之间还有一个计时点未画出，并测出了相邻两个计数点之间的距离分别是 $\text{[math]}$ ，已知打点计时器电源的频率是f，力传感器示数是F，重力加速度为g，并用天平测出了滑块的质量M，滑块和长木板之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ （用题中给的字母表示）。

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9. 某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：
①将电磁铁（小铁球）、光电门调节在同一竖直线上；
②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前和光电门间的距离h；
③改变光电门的位置，重复②的操作，测出多组h和t；
④计算出小铁球每次通过光电门的速度v，作出 $\text{[math]}$ 图像。
请结合以上操作，回答以下问题：

（1）用游标卡尺测小球的直径，如图乙所示，则d=mm；

（2）根据数据作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙，求出当地重力加速度g= $\text{[math]}$ ；

（3）该实验装置（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。

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10. 某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9 V ，内阻为2 $\text{[math]}$ ，继电器线圈电阻为8 $\text{[math]}$ ，滑动变阻器连入电路的电阻为50 $\text{[math]}$ ；当控制电路中的电流大于0.06 A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。

（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变(选填“大”或“小”)。

（2）车辆对压敏电阻的压力超过N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。

（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第(2)问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向(选填“a”或“b”)端滑动。

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11. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，把电阻箱 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）、一节干电池、微安表（量程 $\text{[math]}$ ，零刻度在中间位置）、电容器 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ）、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。

（1）把开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零：然后把开关S接2，微安表指针偏转情况是____；

A . 迅速向右偏转后示数逐渐减小 B . 向右偏转示数逐渐增大 C . 迅速向左偏转后示数逐渐减小 D . 向左偏转示数逐渐增大

（2）再把电压表并联在电容器两端，同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到 $\text{[math]}$ 时保持不变；电压表示数由零逐渐增大，指针偏转到如图2所示位置时保持不变，则电压表示数为V，电压表的阻值为 $\text{[math]}$ （计算结果保留两位有效数字）。

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三、思维提升创新应用

12. 某实验小组的同学为了研究某热敏电阻的性质，进行了如下操作。

（1）已知该热敏电阻的阻值随环境温度的升高而增大，小组同学利用伏安法测量了常温以及高温环境下该热敏电阻的阻值，通过实验数据描绘了该热敏电阻在这两个环境下的 $\text{[math]}$ 图线，如图甲所示，则图线（填“a”或“b”）对应的是高温环境。

（2）该小组的同学为了进一步研究热敏电阻的特性，设计了如图乙所示的电路。实验时，闭合开关S并调节滑动变阻器的滑片，读出电流表 $\text{[math]}$ 的示数分别为 $\text{[math]}$ ，已知定值电阻的阻值为 $\text{[math]}$ ，电流表 $\text{[math]}$ 的内阻为 $\text{[math]}$ ，则热敏电阻的阻值为（用已知物理量符号表示）。

（3）该小组的同学得出了该热敏电阻的阻值关于温度t的关系式为 $\text{[math]}$ 。将该热敏电阻接入如图丙所示的电路中，已知恒压电源的电压为 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ，接通电路后，理想电压表的示数为7 V，理想电流表的示数为0.7 A，则定值电阻 $\text{[math]}$ Ω，热敏电阻所在环境的温度为℃。

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13. 某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、 $\text{[math]}$ 的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为 $\text{[math]}$ ，其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，实验操作步骤如下：
①安装器材，调整两个光电门距离为 $\text{[math]}$ ，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量 $\text{[math]}$ 及系统总机械能的减少量 $\text{[math]}$ ，结果如下表所示：
$\text{[math]}$
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
$\text{[math]}$
0.582
0.490
0.392
0.294
0.195
$\text{[math]}$
0.393
0.490
0.686
0.785
回答下列问题：

（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J（保留三位有效数字）；

（2）步骤④中的数据所缺数据为；

（3）若M为横轴， $\text{[math]}$ 为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出 $\text{[math]}$ 图像；
若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则物块与木板之间的摩擦因数为（保留两位有效数字）

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14.

（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，除有闭合铁芯的原、副线圈外，还必须要选用的器材是____。

A . B . C . D .

（2）某学习小组想测出某工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为 $\text{[math]}$ ）如图甲所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面内壁有金属薄板（电阻极小，其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱A、B。容器内表面长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，高 $\text{[math]}$ 。将水样注满容器后，进行了如下实验操作。
①先用多用电表欧姆挡的“ $\text{[math]}$ ”挡粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图乙所示，则所测水样的电阻约为 $\text{[math]}$ 。
②正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示。
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
1.89
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
图丙的坐标纸中已描出4个点，请在答题卡相应图中将剩余的2个点也描出，并画出 $\text{[math]}$ 关系图像。
③由以上测量数据可求出待测水样的电阻率为 $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字），该水样是否符合排放标准（选填“是”或“否”）。

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15. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。

（1）如图所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是____；

A . 固定打点计器时应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方 B . 开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上 C . 应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点 D . 打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源

（2）某次实验结束后，打出的纸带如图所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，则重锤A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为 $\text{[math]}$ ；（结果保留三位有效数字）

（3）如果本实验室电源频率不足50Hz，则瞬时速度的测量值（填“增大”或“减小”）；

（4）已知重锤A和B的质量均为M，某小组在重锤壁下面挂质量为m的重物C由静止释放验证系统运动过程中的机械能守恒，某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式是；

（5）为了测定当地的重力加速度，另一小组改变重物C的质量m，测得多组m和测量对应的加速度a，在坐标上 $\text{[math]}$ 作图如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为。

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16. 现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”。提供的器材有：
A．二氧化锡半导体型酒精传感器R_x
B．直流电源（电动势为4V，内阻不计）
C．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）
D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）
E．定值电阻R₁（阻值为50Ω）
F．定值电阻R₂（阻值为10Ω）
G．单刀双挪开关一个，导线若干

（1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；

（2）电路中R应选用定值电阻（填R₁或R₂）；

（3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向（填“c”或“d”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为mg/mL；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

（4）某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现该表显示为醉驾，则电压表的实际电压为。

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17. 为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种UI图线，如图乙所示。

（1）根据UI图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为Ω，强光照射时的阻值为Ω；

（2）若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中（选填“正常光照射时”或“强光照射时”）测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用（选填“内接”或“外接”）法进行实验，实验结果较为准确。

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四、直击高考达成素养

18.

（1）探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P从A移到B的过程中，负载电阻R两端的电压变化。
①图2为实验器材部分连线图，还需要（选填af、bf、fd、fc、ce或cg）连线（多选）。

②图3所示电压表的示数为V。

③已知滑动变阻器的最大阻值R₀=10Ω，额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω，以R两端电压U为纵轴，为 $\text{[math]}$ 横轴（x为AP的长度，L为AB的长度），得到 $\text{[math]}$ 分压特性曲线为图4中的“I”；当R=100Ω，分压特性曲线对应图4中的（选填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是。

（2）两个相同的电流表G₁和G₂如图5所示连接，晃动G₁表，当指针向左偏转时，静止的G₂表的指针也向左偏转，原因是_________（多选）。

A . 两表都是“发电机” B . G₁表是“发电机”，G₂表是“电动机” C . G₁表和G₂表之间存在互感现象 D . G₁表产生的电流流入G₂表，产生的安培力使G₂表指针偏转

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19. 探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E，定值电阻R₀ ，电容器C，单刀双置开关S。

（1）为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测（电流、电压）仪器。

（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为。

（3）根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为（充电，放电）。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R₀消耗的功率W。

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20. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 、开关 $\text{[math]}$ 、导线若干

（1）闭合开关 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ 接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3V。在此过程中，电流表的示数____（填选项标号）

A . 一直稳定在某一数值 B . 先增大，后逐渐减小为零 C . 先增大，后稳定在某一非零数值

（2）先后断开开关 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，将电流表更换成电流传感器，再将 $\text{[math]}$ 接2，此时通过定值电阻R的电流方向（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的 $\text{[math]}$ 图像，如图b， $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ ，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留2位有效数字）。

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21. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E 是电源，V 为电压表，A 为电流表。

⑴保持玻璃管内压强为 1 个标准大气压，电流表示数为 100mA，电压表量程为 3V，表盘如图（c）所示，示数为V，此时金属丝阻值的测量值 R 为Ω（保留 3位有效数字）；
⑵打开抽气泵，降低玻璃管内气压 p，保持电流 I 不变，读出电压表示数 U，计算出对应的金属丝阻值；
⑶根据测量数据绘制 R-p 关系图线，如图（d）所示；
⑷如果玻璃管内气压是 0.5 个标准大气压，保持电流为 100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的侧（填“左”或“右”）；
⑸若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

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22. 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。
图甲是光照方向检测电路，所用器材有：电源E（电动势3V）；电压表V₁和V₂（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻R_G1和R_G2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图，图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上，控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。
请完成下列实验操作和判断。

（1）电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V₁间的实物图连线.

（2）光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于端。用手电筒的光斜照射到R_G1和R_G2 ，使R_G1表面的光照强度比R_G2表面的小。
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V₁的示数如图丙所示，读数U₁为 V。V₂的示数U₂为1.17V，由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(填“较大”或“较小”).
③断开S。

（3）光源跟踪测试.
光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R_G1和R_G2。
②闭合S，并启动控制单元，控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U₁＜U₂ ，图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。

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23. 某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表 $\text{[math]}$ 、数字电流表 $\text{[math]}$ 、滑动变阻器R（最大阻值 $\text{[math]}$ ）、白炽灯、可调电阻 $\text{[math]}$ 、发光二极管LED、光敏电阻 $\text{[math]}$ 、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。

（1）判断发光二极管的极性使用多用电表的“ $\text{[math]}$ ”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的（填“正极”或“负极”）。

（2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的另一端应分别连接滑动变阻器的、、接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而（填“增大”或“减小”）。

（3）组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应（填“增大”或“减小”）可调电阻 $\text{[math]}$ 的阻值，直至发光二极管发光。

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24. 光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。

（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。
①实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为。
A. $\text{[math]}$
B. $\text{[math]}$
C. $\text{[math]}$
D. $\text{[math]}$
②在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比
A.增加
B.不变
C.减小
③移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有
A.减小缝宽
B.使单缝靠近传感器
C.增大缝宽
D.使单缝远离传感器

（2）某紫外激光波长为λ，其单个光子能量为。若用该激光做光电效应实验，所用光电材料的截止频率为ν₀ ，则逸出光电子的最大初动能为。(普朗克常量为h，真空中光速为c）

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