终极猜想二十四 对测量型和验证型实验的考查(本卷共2小题，满分60分．建议时间：30分钟)命题专家寄语 对测量型和验证型实验的考查，是高考的重点，掌握实验原理、实验方法、实验数据的处理和实验误差分析是做好实验题的关键．在电学实验的考查中，对于仪器的选择、实物图的连接等是常考的实验技能之一.七十六、测量型实验1.(1)为了测量电源的电动势和内阻，在实验室里通常采取如图1甲所示的电路测量，请根据电路图甲连接实物图．(2)由于电压表和电流表内阻的影响，图1甲中所示电路存在系统误差，为了消除这一影响，某同学设计了如下的实验方案；选择两块量程合适的电压表V1和V2，一个满足实验要求的电阻箱R，电键若干．设计如图1乙所示的测量电路，该同学进行了如下的主要测量步骤：①闭合电键S2，断开电键S1、S3，记下此时电压表V2的读数②闭合S3，断开S1，S2，调节电阻箱R，当电压表V2的读数与①步骤的读数相同时，读出电阻箱的阻值为R0③闭合S1、S2，断开S3，记下V1的示数U1④再断开S1，记下V1和V2的示数U1′和U2′请利用以上的测量数据写出该电源的电动势和内阻的测量值表达式E＝________，r＝________.4\n图1七十七、验证型实验2．(2011·海南卷，14)现要通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图2所示；水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图；图2(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________，动能的增加量可表示为________．若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为＝________.(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值．结果如下表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/(ms)8.227.176.445.855.43/(104s－2)1.481.952.412.923.394\n以s为横坐标，为纵坐标，在图3位置的坐标纸中描出第1个和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k＝________×104m－1·s－2(结果保留三位有效数字)．图3由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实际允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．参考答案1．解析 (1)略 (2)设电源的电动势为E、内阻为r，电压表V2的电阻为R.由步骤①②可知，电压表V1的电阻为R0.由步骤③可知电压表V1和电源构成闭合电路，则U1＝R0.由步骤④可知，电压表V1、电压表V2和电源构成闭合电路，则U1′＝R0，U2′＝R0联立解得E＝；r＝R0.答案 (1)实物连线如图所示(2)E＝ r＝R04\n2．解析 (1)当M沿斜面向下运动s的距离时，下落的高度为h′，则＝，所以h′＝s.所以系统重力势能的减小量ΔEp＝Mgh′－mgs＝s，动能的增加量ΔEk＝(M＋m)v2，v＝，所以ΔEk＝(M＋m)，根据机械能守恒，有ΔEp＝ΔEk，即s＝(M＋m)·，所以＝s.(2)如图所示，-s图象是一条倾斜直线，直线的斜率k＝2.39×104m－1·s－2.答案 (1)s (M＋m)s (2)图象如解析图所示 2.394
