物理高考例题(2013年江苏省高考物理真题)

2024-05-02 14:20:47

以下是 为大家整理的2013年江苏省高考物理真题的文章,供大家学习参考!

一、单项选择题:本题共5小题,每小题3 分,共计15 分. 每小题只有一个选项符合题意.

1. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知:

(A)太阳位于木星运行轨道的中心

(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

(D)相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

2. 如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上. 不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是

(A)A 的速度比B 的大

(B)A 与B 的向心加速度大小相等

(C)悬挂A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等

(D)悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小

3. 下列选项中的各 圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各 圆环间彼此绝缘. 坐标原点o处电场强度的是

4. 在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及(时C)发摇现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻 发生变化,导致S 两端电压U 增大, 装置发出警报,此时

(A) 变大,且R 越大,U 增大越明显

(B) 变大,且R 越小,U 增大越明显

(C) 变小,且R 越大,U 增大越明显

(D) 变小,且R 越小,U 增大越明显

5. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的

(A)30%

(B)50%

(C)70%

(D)90%

二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.

6. 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b 为电场中的两点,则

(A)a 点的电场强度比b 点的大

(B)a 点的电势比b 点的高

(C)检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大

(D)将检验电荷-q 从a 点移到b 点的过程中,电场力做负功

7. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N 点,两球运动的高度相同. 空气阻力不计,则

(A)B 的加速度比A 的大

(B)B 的飞行时间比A 的长

(C)B 在点的速度比A 在点的大

(D)B 在落地时的速度比A 在落地时的大

8. 如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有

(A)向下滑动P

((B))增大交流电源的电压

(C)增大交流电源的频率

(D)减小电容器C 的电容

9. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为 . 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零. 重力加速度为g. 则上述过程中

(A)物块在A点时,弹簧的弹性势能等于

(B)物块在B点时,弹簧的弹性势能小于

(C)经O点时,物块的动能小于

(D)物块动能时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能

三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.

必做题

10. (8 分)为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U 和电流I,利用P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的阻值为10 .

(1)准备使用的实物电路如题10-1 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)

(题10-1 图)

(2)现有10 、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1 应选? 的定值电阻.

(3)测量结束后,应先断开开关,拆除?两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.

(4)小明处理数据后将P、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示. 请指出图象中不恰当的地方.

11. (10 分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1 个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2 个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落

……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.

(1)在实验中,下列做法正确的有?

(A)电路中的电源只能选用交流电源

(B)实验前应将M 调整到电磁铁的正下方

(C)用直尺测量电磁铁下端到M 的竖直距离作为小球下落的高度

(D)手动敲击M 的同时按下秒表开始计时

(2)实验测得小球下落的高度H =1. 980 m,10 个小球下落的总时间T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =? . (结果保留两位有效数字)

(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.

(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差 ,这导致实验误差. 为此,他分别取高度H1 和H2,测量n个小球下落的总时间T1 和T2. 他是否可以利用这两组数据消除 对实验结果的影响? 请推导说明.

12. 选做题本题包括A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.

A. [选修3-3](12 分)

如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A. 其中,A?B 和C?D 为等温过程,B?C 和D?A 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是的“卡诺循环”.

(1)该循环过程中,下列说法正确的是?.

(A)A?B 过程中,外界对气体做功

(B)B?C 过程中,气体分子的平均动能增大

(C)C?D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

(D)D?A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

(2)该循环过程中,内能减小的过程是? (选填“A ?B”、“B ?C”、“C ?D”或“D?A”). 若气体在A?B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C?D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为?kJ.

(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为10 L,在B 状态时压强为A状态时的 . 求气体在B状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数 ,计算结果保留一位有效数字)

B. [选修3-4](12 分)

(题12B-1 图)

(1)如题12B-1 图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz. 现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为?.

(A) 1 Hz

(B) 3 Hz

(C) 4 Hz

(D) 5 Hz

(2)如题12B-2 图所示,两艘飞船A、B 沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c). 地面上测得它们相距为L,则A 测得两飞船间的距离? (选填“大于”、“等于”或“小于”)L. 当B 向A 发出一光信号,A 测得该信号的速度为?.

(3)题12B-3 图为单反照相机取景器的示意图, ABCDE为五棱镜的一个截面,AB BC. 光线垂直AB 射入,分别在CD 和EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC 射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)

(题12B-3 图)

C. [选修3-5](12 分)

(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的?也相等.

(题12C-1 图)

(A)速度

(B)动能

(C)动量

(D)总能量

(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+ )的能级图如题12C-1 图所示. 电子处在n =3 轨道上比处在n =5 轨道上离氦核的距离?(选填“近”或“远”). 当大量He+处在n =4 的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有?条.

(3)如题12C-2 图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0. 1 m/ s. A 将B向空间站方向轻推后,A 的速度变为0. 2 m/ s,求此时B 的速度大小和方向.

(题12C-2 图)

四、计算题:本题共3 小题,共计47 分. 解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.

13. (15 分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直. 已知线圈的匝数N =100,边长ab =1. 0 m、bc =0. 5 m,电阻r =2 . 磁感应强度B 在0 ?1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1?5 s 内从0. 2 T 均匀变化到-0. 2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.

求:

(1)0. 5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向;

(2)在1?5s内通过线圈的电荷量q;

(3)在0?5s 内线圈产生的焦耳热Q.

14. (16 分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为 . 重力加速度为g.

(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力大小;

(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;

(3)本实验中, =0.5kg, =0.1kg, ,砝码与纸板左端的距离d =0.1 m,取g =10 . 若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?

15. (16 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制. 如题15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2 图所示. x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为B的正方向. 在坐标原点O 有一粒子P,其质量和电荷量分别为m 和+q. 不计重力. 在 时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动.

(1)求P在磁场中运动时速度的大小 ;

(2)求 应满足的关系;

(3)在 ( )时刻释放P,求P速度为零时的坐标.

一、实验分析

实验原理

当信号电压输入示波器时,示波管的荧光屏上就反映出这个电压随时间变化的波形来。示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极组成。两电极都不加偏转电压时,由电子枪产生的高速电子做直线运动,打在荧光屏中心,形成一个亮点。这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压,则电子因受偏转电场的作用,打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动。如果再在竖直偏转电极上,加上一随时间变化的信号电压,则亮点在竖直方向上也要发生偏移,偏移的大小与所加信号电压的大小成正比。这样,亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动,一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移。于是在荧光屏上便形成一波形曲线,此曲线反映出信号电压随时间变化的规律。

实验器材

J2459型示波器1台;低压电源1台;变阻器1只;电键1只;导线若干。

实验步骤

1.熟悉J2459型示波器板上各旋钮的作用。如图7-1为J2459型示波器的面板,荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮,标以“ ”符号,用来调节光点和图像的亮度。顺时针旋转旋钮时,亮度增加。

第二个是聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”,这两个旋钮配合着使用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清晰的图像。

再下面是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以使用了。

荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是垂直位移“ ”和水平位移“ ”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置。它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度连续增大。

中间一行左边的大旋钮是“衰减”,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别使输入的电压衰减为原来

最右边的正弦符号 挡不是衰减,而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压,可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作。

中间一行右边的大旋钮是“扫描范围”,也有四挡,可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,使用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入。

中间的小旋钮是“扫描微调”,用来调整水平方向的扫描频率,顺时针转动时频率连续增加。

底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。置于“DC”位置时,所加的信号电压是直接输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让交流信号通过而隔断直流成分。右边的“同步”也是一个选择开关。置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步。这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步,对测量没有影响。

2.练习使用示波器

①把辉度旋钮反时针旋到底,垂直位移和水平位移旋钮转到中间位置,衰减旋钮置于最高挡,扫描旋钮置于“外X”挡。

②接通电源,打开电源开关。经预热后,荧光屏上出现亮点。调节辉度旋钮,使亮度适中。

③调节聚焦和辅助聚焦旋钮,观察亮点的大小变化,直至亮点最圆、最小时为止。

④旋转垂直位移和水平位移旋钮,观察亮点的上下移动和左右移动。

⑤把扫描范围旋钮旋至最低档,扫描微调旋钮反时针旋到底,把X增益旋钮顺时针旋到1/3处,观察亮点的水平方向的移动情况。

⑥顺时针旋转扫描微调旋钮,观察亮点的来回移动(随着扫描频率增大而加快,直至成为一条水平亮线)。旋转X增益旋钮,观察亮线长度的变化。

⑦把扫描范围旋钮置于“外X”挡,交直流选择开关扳到“DC”,并使亮点位于荧光屏中心。按图7-2接好电路,输入一直流电压。

⑧移动变阻器的滑动片,改变输入电压的大小,观察亮点的移动。

⑨将电池的正负极接线调换位置,重复步骤⑧。

⑩使Y增益旋钮顺时针旋到底,衰减旋钮置于“1”挡。使变阻器的滑动片从最右端起向左滑动至某一位置,读取亮点偏移的格数。此时亮点每偏移1格,表示输入电压改变50mV。计算此时输入电压的大小。如果衰减旋钮置于其他挡时,应将所得数值乘以相应的倍数。

(11)实验完毕后,把辉度旋钮反时针旋到底,然后关机,切断电源。

二、操作指导与思维启迪

1.使用J2459型学生示波器注意事项:

①示波器的使用电压为220V±10%范围。超出这个范围将影响仪器正常工作。当电源电压波动比较大时,最好采用交流稳压措施后再使用。

②示波器机箱与机内电路接地点相连接,为了安全及减少外界环境对仪器的干扰,应将仪器机壳接地。可用带接线焊钩的黑色导线,将示波器面板上的接地柱和实验桌上的接地接线柱相连接。如果实验室装有带地线的三孔安全电源插座,则可以将示波器电源线二脚插头换成三脚插头,另加一根黑色导线将三脚插头外壳和三脚插头地脚相连接。机壳不接地也可以使用,这时外部感应将使示波器的噪音干扰略增大一些。

③测试信号输入线最好采用带有香蕉插头的高频屏蔽线或单股线,输入线尽量短一些,将香蕉插头分别插入示波器Y输入与地接线柱及信号输出仪器接线柱。如果要检查实验电路某点波形,输入线测试端可接一对带套管的鳄鱼夹或测试棒比较方便。如果测试点电压较高,最好应先切断被测电路电源,接好测试点再进行测试。否则应特别注意安全,站在适当的绝缘物上,单手进行操作。

④示波器使用时应注意辉度适中,不宜过亮,且光点不应长期停留在一点上,以免损坏荧光屏。还应避免在阳光直射荧光屏的情况下工作。关机前应先将辉度关灭。

⑤示波器应避免在强磁场环境中工作。因为外磁场会引起显示波形失真。

⑥示波器使用时,接入输入端的电压不应超过说明书规定的最大输出耐压400V(DC+ACPP)。如果信号为直流则应小于400V。如果信号为直流加交流,则其直流和交流峰值之和应小于400V。特别要注意当Y衰减开关放到1时,应防止过大的被测信号加入输入端,以免损坏仪器。

⑦仪器使用时,扳动面板控制器要轻,当到达极限位置时不要硬扳,以免损坏仪器。搬动时要轻拿轻放,防止碰撞。

⑧仪器用毕后应罩上防尘罩,放在阴凉干燥通风的地方。存放满3个月没有使用的仪器应开机通电1h,以防止电解电容失效和起到加热去潮的作用。

2.观察波形

示波器的主要功能是将非常抽象的电信号变成能看得见的图像,因而观察波形是示波器的主要用途。J2456型学生示波器适合观察频率在10Hz以上,1.5MHz以内,幅度在100mV以上,400V以内的各种电信号波形。

被观察波形从Y输入接线柱输入。观察频率较高的交流信号时,输入耦合开关放到“AC”;观察100Hz以内方波信号及各种变化比较慢的交变信号时,输入耦合开关放到“DC”。衰减开关及Y增益位置视输入信号幅度大小按下表确定。

如果不知道输入信号幅度时,可将衰减开关先放到“1000”挡,观察示波管荧光屏上Y方向显示,如没有显示或显示太小,则将Y衰减开关顺次放到“100”、“10”、“1”挡,再适当调节Y增益,使荧光屏Y方向有4~6格显示即可。扫描范围开关位置视输入信号频率和拟在荧光屏上显示的完整周期波形个数来选定。例如输入信号频率为50Hz,拟在荧光屏上显示两个周期波形,那么扫描频率应为50Hz/2=25Hz,应将扫描范围开关放到“10~100”挡,调扫描微调旋钮,就可在荧光屏上显示两个周期的波形。再如信号频率为10kHz,拟显示5个周期的波形,那么扫描频率应为10kHz/5=2kHz,应将扫描范围开关放到“1~10K”挡,调扫描微调旋钮,可以在荧光屏上显示出5个周期波形。如果被观察信号频率不知道,可将扫描范围开关从低到高逐挡改变,同时调节扫描微调旋钮,待荧光屏上显示出4~6个周期的稳定波形即可。当被观察信号在1MHz以上时,应注意将X增益旋钮顺时针旋到底,才能较清楚地显示波形。

3.电压的测量

示波器荧光屏上光点垂直偏转距离与输入电压成正比,因而示波器输入灵敏度经核准后,即可以测量电压。用示波器测量电压、电流,虽然不如其他测量仪表精确,但能测出任何一种交流电压的幅度值或瞬时值,这一点是其他仪表所不能做到的。J2459型学生示波器出厂时垂直系统灵敏度已校准,因而可以根据荧光屏上Y轴显示的幅度直接计算。

①直流电压的测量。将示波器Y增益旋钮顺时针旋到底,这时示波器垂直系统灵敏度为每格50AmV,A为衰减开关倍率,分别为1、10、100、1000,可根据被测直流电压的大约范围选择。将输入耦合开关放到“DC”,Y输入与地接线柱用导线短接,将示波器调出扫描线,并将扫描线移到坐标片Y轴正中,定此位置为零电位。然后除去短路线,将被测信号接入,如扫描线上移2.2格,图7-3示,则表示被测直流电压为正极性,数值为U=2.2×50×A(mV)。如扫描线下移,则表示被测直流电压为负极性。

测试时也可以用光点来显示,这时只要将X增益电位器反时针旋到底,扫描线即缩成为一点。但要注意此时示波管辉度不要太亮,以免损坏荧光屏。

当不知道被测电压的大约范围时,可先将衰减开关放到“1000”,如光迹没有移动或移动太小,则再将Y衰减开关放到“100”、“10”、“1”。确定衰减挡级后应再校一次零电位,以保证测量精度。零电位也可以不选在Y轴正中,如被测电压为正极性,可选在下面;如被测电压为负极性,则可选在上面,以扩大测量范围。

②交流电压的测量。示波器可以测量交流电压的峰峰值或波形任何两点间的电位差值。测试时Y轴输入耦合开关放到“AC”,Y增益旋钮顺时针旋到底,被测信号接入Y输入与地接线柱,适当选择衰减开关和扫描范围,调节扫描微调旋钮,使荧光屏上显示出3~6个稳定的波形,如图7-4。读出波形峰峰值之间为4.2格,则被测电压峰峰值为:

Upp=4.2×50×A(mV)

如果被测电压是正弦波,则可换算成电压峰值为:

Um=0.5Upp=0.5×4.2×50×A(mV)

电压有效值为:

U=0.3535Upp=0.3535×4.2×50×A(mV)

J2459型学生示波器衰减开关是十进位的,测试某些幅度电压时会产生波形显示太小、不能稳定同步,但当衰减减小一挡时波形显示又太大,超过坐标刻度的情况。例如对峰峰值约为500mV的信号,当衰减放到“1”时,显示超出坐标片刻度,当衰减放到“10”时显示又太小,这时给定量测量带来一定困难。为解决这一问题,可以将示波器Y增益旋钮反时针旋到底时垂直系统灵敏度Smin事先测出。Y增益微调比约为6倍,此时灵敏度约为每格300mV左右,于是峰峰值约为500mV的信号,就可得到1.7格的显示。如果被测信号显示为B格,衰减挡板为A,则电压峰峰值为:

Upp=BSminA(mV)

方波、锯齿波、三角波及其他周期性变化电压幅值测量方法完全相同。但应注意,如果频率较低时,应将输入耦合开关放到“DC”。

三、典型例题解析

[例1]图7-5是某晶体管的集电极电压在示波器荧光屏上显示出的稳定的图形。图中锯齿波显示为3格。问:

①锯齿波幅度为多少?

②直流分量电压为多少?

③锯齿波C点对地电压为多少?D点对地电压为多少?

分析与解答

此问题系J2459对合成电压的测量问题。当示波器Y增益旋钮顺时针旋到底,这时示波器垂直系统灵敏度为每格50A(mV)。(A为衰减开关倍率)故:

①幅度为:Upp=3×50×A(mV)

②电压为:U=3.5×50×A(mV)

③C、D两点对地电压为:

Uc=2×50×A(mV) UD=5×50×A(mV)

本题思维点拨:在实际测量中,除了单纯的交流电压或直流电压测量外,往往需要测量既有交流分量又有直流分量的合成电压。例如晶体管放大信号时所出现的,即本题所显示的集电极电压,就是既有交流电压,又有直流电压;在脉冲电路测试中,往往要了解信号波形各点相对于地的电位高低。这种合成电压可以很方便地用示波器进行测量。测试时,输入耦合开关应放于“DC”,先将Y输入与地接线柱间用导线短接,确定扫描线的零电位。再接入被测信号,调节扫描范围与扫描微调旋钮,荧光屏上就会有波形显示了。

[例2]要测量图7-6中通过R的电流(R=2Ω),请回答下列问题:

①扫描频率、DC、AC、Y增益、水平、竖直位移、衰减等旋钮如何转动?

②应如何接到示波器上进行测量?

③如果将衰减置于10挡,光点距原点下方4格,那么通过R的电流多大?

④如果光点在原点的斜上方,测量误差过大,其原因是什么?

⑤如果换上与该电池等效的交流电源,应如何测量?

分析与解答

①扫描频率旋钮置于外X挡;DC、AC开关置于DC处,Y增益顺时针旋转到底;调节水平、竖直位移旋钮使光点位于正中;衰减置于较高挡。

②把电阻R两端分别与示波器上Y输入和地相连。(电路图请同学们自行作出。)

③加在R两端的电压U=4×50×10(mV)=2V。通过R的电流I=U/R=2/2=1A。

④测量之前光点没有调到荧光屏中央,Y增益旋钮没有顺时针旋到底。

⑤接线与测量方法相同。只须将“DC、AC”开关置于“AC”位置即可。

本题思维点拨:按现行教材(选修第三册P291,人民教育出版社)要求,在实验中不作电流测量,可是无论从“培养能力,发展智力”的教育思想,还是从“培养动手能力,加强活动课”课堂的教改要求,从培养跨世纪人才的高度,我们建议有条件的学校还要安排用示波器测电流的活动课。这里面的关键是,把一个已知阻值的小电阻串联在待测电流的电路里(或利用原电路中的已知电阻),用示波器测量这个电阻两端的电压,利用欧姆定律就可以算出电路中的电流。

四、能力训练

1.使用示波器时,发现荧光屏上的亮点不清楚,若光点的面积过大,而边缘模糊,则应向_____时针方向调整_____旋钮,若亮点沿竖直方向呈一条短的亮线,则应向_____时针方向调整_____旋钮;若亮点沿水平方向呈一条短的亮线,则应向_____方向调整_____旋钮;若沿顺时针方向旋转水平位移旋钮,可使亮点(或图像)向_____移动;若沿逆时针方向旋转竖直位移旋钮,可使亮点(或图像)向_____移动;若要使亮点自动地在水平方向移动,则要把X增益旋钮旋转1/3后,把_____旋钮置于_____挡,把扫描微调旋钮_____时针旋转到底,即可看到亮点从左到右又很快地回到左端;增大扫描频率,亮点的移动速度变为_____。

2.在上题调节的基础上,把衰减旋钮置于_____位置后,把Y增益旋钮沿顺时针旋转到某一适中位置,可看见荧光屏上出现_____图形。

3.当图形在荧光屏的左上角而不在正中间时,则应沿_____时针方向旋转_____旋钮,使图形向右移动,又沿_____时针方向旋转_____旋钮,使图形向_____移动,这样,就可使得图形位于中心。如图形仍不清楚,则要调整_____和_____旋钮。如果图形幅度太小,则应沿_____时针方向旋转_____旋钮,使图形在竖直方向上的幅度变大;沿_____时针方向旋转_____旋钮,可使图形在水平方向上的幅度增大。若把同步开关由“+”改成置于“-”时,则波形将改变_____周期。

4.试在图7-1中,把示波器面板上的旋钮和开关分成电子束发射的调节、竖直方向上的调节、水平方向上的调节3个区域。在进行开机练习时,先把辉度调节旋钮_____旋到底,垂直位移和水平位移旋钮旋到_____位置,衰减旋钮置于最_____挡,扫描范围置于“_____”挡。打开_____指示灯亮,进行预热。

5.设电源开关已经打开并已预热完毕,光点的亮度适中,光点已经最圆最小。把你在寻找扫描线、调节水平幅度大小的练习中,操作时所用到的各个旋钮的名称和观察到的现象,按操作的顺序填入下边的空格中:

①把_____旋钮顺时针旋到1/3处;

②_____旋钮反时针旋到底;

③_____旋钮置于最低挡。完成上述三步以后,可以看到扫描的情形,即光点从左向右_____,到右端后又很快_____左端。

④顺时针旋转_____旋钮以增大扫描频率,可以看到光点迅速移动成为_____。

⑤调整_____旋钮,可以看到亮线长度的改变。

6.在测量一节干电池电压的练习中,利用关系式:待测电压值=光点偏移1格输入电压的伏特数×光点偏移的格数×衰减旋钮所指的倍数。在这个测量练习中,如果你使用的示波器,光点每偏移1格时输入电压是50mV;接入干电池,Y增益旋钮顺时针旋到底时,光点偏移了3格,这时衰减旋钮所指的倍数是10,那么你所测量的干电池的电压值等于_____V。

7.在开启或关闭J2459型学生示波器的电源开关前,应把_____。

A.辉度旋钮顺时针旋到底

B.辉度旋钮逆时针旋到底

C.X、Y增益旋钮置于最小位置

D.衰减旋钮置于最低挡

8.在示波器荧光屏上观察到的波形如图7-7(a)所示,要求把波形变成如图(b)所示的样子,则可以调节面板上的_____。

A.“Y增益”旋钮

B.“X增益”旋钮

C.“Y位移”旋钮

D.“Y衰减”旋钮

9.Y输入接上外加直流电压后逐步减少衰减倍数,为什么光点会向上偏移?(简答)

10.示波器能否像电流表一样串联在电路上直接测量电流?为什么?(简答)

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