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2016届高三上学期物理开学测试题分类之实验题


02 高三物理开学测试——实验题

1. 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线, (直 线与横轴的交点坐标 4.27,与纵轴交点坐标 0.5) 。由图可知普朗克常量为___________Js, 金属的极限频率为 Hz(均保留两位有效数字)

【答案】6.5×10

-34

>
4.3×10

-14

【解析】根据公式

可得图像的横截距表示金属的极限频率,故金属的极限频率 , 图 像 与 坐 标 轴 的 两 个 交 点 为 ,代入 解得

2. 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究, 一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上, 弹簧左端固定, 右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时, 小球恰好在桌面边缘, 如图 (a) 所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面。通 过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题: (1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能 Ep 与小球抛出时的动能 Ek 相等。已知重力 加速度大小为 g,为求得 Ek,至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号) 。 A.小球的质量 m B.小球抛出点到落地点的水平距离 s C.桌面到地面的高度 h D.弹簧的压缩量△x E.弹簧原长 l0

(2)用所选取的测量量和已知量表示 Ek,得 Ek= 。 (3)图(b)中的直线是实验测量得到的 s—△x 图线。从理论上可推出,如果 h 不变。m 增 加,s—△x 图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”) ;如果 m 不变,h 增 加,s—△x 图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”) 。由图(b)中给出的直 线关系和 Ek 的表达式可知,Ep 与△x 的 次方成正比。

【答案】 (1)ABC

(2)

(3)减小

增大

2 ,需要测量小球的质量,A 项正

【解析】 (1)根据小球被抛出时的动能表达式: 确;根据平抛运动的规律可以求出小球的初速度: 水平方向:s=v0t,竖直方向: ,解得:

,所以需要测量小球抛出点到

落地点的水平距离 s 和桌面到地面的高度 h。 (2)由(1)问所述可知 s=v0t, , ,联立以上各式可得: 。

(3)

,则

,Ep=

,故 s—△x 图线的斜率与

成正

比。若 h 不变 m 增加,则斜率减小;若 m 不变 h 增加,则斜率增大。由于 s—△x 图线为直线, 故 Ep∝(△x)2。 3.某同学用量程为 1mA、内阻为 120Ω 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为 1V 和 1A 的多用电表。图中 R1 和 R2 为定值电阻,S 为开关。回答下列问题:

(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线。 (2)开关 S 闭合时,多用电表用于测量 (填“电流”、“电压,或“电阻”) ; 开关 S 断开时,多用电表用于测量 (填“电流”、“电压”或“电阻”) 。 (3)表笔 A 应为 色(填“红”或“黑”) 。 (4)定值电阻的阻值 R1= Ω ,R2= Ω。 (结果取 3 位有效数字) 【答案】 (1)如图所示 (2)电流 电压 (3)黑 (4)1.00 880

【解析】 (1)表头跟 R2 串联,R1 跟开关串联,两个支路并联,连线图同答案。 (2)开关 S 闭合时,电表的内阻较小,表头与 R1 并联组成大量程的电流表,用于测量电流; 开关断开时,电表的内阻较大,表头与 R2 串联组成大量程的电压表,用于测量电压。 (3)使用多用表测量时规则:“红入黑出”,即电流从红表笔流入多用表,从黑表笔流出多 用 表,所以 A 表笔应为黑色。 (4) 设表头的内阻为 r, 满偏电流为 Ig, 由欧姆定律可知, Ig (R2+r) =1V, Ig (R2+r) = (1A-Ig) R1,解得 R1=1.00Ω ,R2=880Ω 。 4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、 纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验,还须从下图中选取实验器材, 其名称是__________________(漏选或全选得零分) ;并分别写出所选器材的作用 __________________________________________________。

【答案】①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码②学生电 源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置 和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量 小车的质量。 【解析】电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车 的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量小车的质量。如果选电磁打 点计时器,则需要学生电源,如果选电火花计时器,则不需要学生电源。

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) 和图(b)所示,长度为_____cm,直径为_____mm。

(2)按图(c)链接电路后,实验操作如下: ①将滑动变阻器 R1 的阻值置于最_____处(填“大”或“小”) ;将 S2 拨向接点 1,闭合 S1, 调节 R1,使电流表示数为 I0; ②将电阻箱 R2 的阻值调至最______(填“大”或“小”) ;将 S2 拨向接点 2;保持 R1 不变,调 节 R2,使电流表示数仍为 I0,此时 R2 阻值为 1280Ω 。 (3)由此可知,圆柱体的电阻为_____Ω 。 【答案】 (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1280Ω 【解析】 (2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则。此电路中滑动 变阻器是以限流方式接入电路中的,故在(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为 最大,以保证电路安全。同理(b)步骤中亦将电阻箱 R2 的阻值调至最大。 (3)步骤中,由闭合电路欧姆定律得 ,其中 R 表示圆柱体的电阻

步骤中,仍由闭合电路欧姆定律得

,由等量代换可得 R=R2=1280Ω 。

6.有一阻值在 500Ω 左右的定值电阻,额定功率为 0.20W。现用电流表和电压表测量它的阻 值,备有如下器材: A. 电流表:量程 0~30 mA,内阻约 20Ω B. 电流表:量程 0~300 mA,内阻约 1Ω C. 电压表:量程 0~3 V,内阻约 2.5 kΩ D. 电压表:量程 0~15 V,内阻约 20 kΩ E. 变阻器:阻值范围 0~20 Ω ,额定电流 2 A F. 电源:输出电压 12 V,内阻不计 另有开关和导线若干。 ①测量时,为使被测电阻不被烧坏,实验中被测电阻两端的电压应控制在__________V 以下, 据此电流表应选用__________。 (用器材序号填写) ②为了减小测量误差,并能方便地进行多次测量取平均值,在如图所给的四种测量电路中, 应选用( )

③在操作、 测量与计算均无误的情况下, 若实验中选择了 C 所示的电路, 测得的结果是 488Ω , 若选择了 D 所示的电路,测得的结果是 519Ω ,则 ( ) A. 该电阻的真实阻值更接近 519Ω ,且应略小于 519Ω B. 该电阻的真实阻值更接近 519Ω ,且应略大于 519Ω C. 该电阻的真实阻值更接近 488Ω ,且应略大于 488Ω D. 该电阻的真实阻值更接近 488Ω ,且应略小于 488Ω ④对于该待测电阻的 I-U 图线,理想情况下 I-U 图线用实线所示,若选择用题②中四种测 量电路中的图 D 进行实验,所绘制的 I-U 图线用虚线表示,则在如图所示的几个图线中可能 正确的是( )

【答案】① 10 、 A 【解析】①根据公式

② C

③ C

④ D ,所以额定电流为 ,

可得额定电压为

故选用电流表 A②因为电流表分压过大,所以采用电流表的外接法,需要多组数据,采用滑动 变阻器分压接法,故 C 正确;③实验中因为电流表内阻较大,所以采用电流表内接误差较大, 所以该电阻的真实阻值更接近 488Ω ,但是电流表外接,会存在电压表分流,即电流比实际值 要大,所以求出的值偏小,真实值要比 488Ω ,C 正确;④D 图中电流表的分压,导致在相同 电流情况下,实际值要比理论值电压大,故 D 正确; 7.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置:质量为 m1 的木 块 A 放在足够长的水平桌面上,细绳一端固定在 A 上,另一端绕过定滑轮悬挂质量为 m2 的钩 码 B。开始时细绳伸直,B 离地面高度为 h,由静止释放后,二者一起移动,B 落地后(不反 弹)A 在水平桌面上继续运动一段距离,最后静止在 P 点。改变 B 离地面的初始高度 h,测出 每次 A 在桌面上移动的距离 s 和相应的 h,记录的数据如右表。

(1)请在图的坐标系中描出上述数据对

应的点,并绘出相应的图线;

(2)若 B 从离地高度为 44cm 处由静止释放,则此次 A 在水平桌面上移动的距离为______cm; (3)设该图线的斜率为 k,则木块与桌面间的动摩擦因数的表达式为_____________。 (4)若实验中,每次测量 h 时,测量的都是 B 物体上端到地面的距离,这样按照上述方法计 算出的动摩擦因数与真实值相比是________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”) 【答案】 (1)如图所示(2)86(3) (4)相同

【解析】 (1)如图所示,根据描点法可得

(2)从图中可得当

时,

,所以

(3)根据能量守恒定律,在 B 落地的瞬间有:

在 B 落地之后, 对 A 有:



, 联立可得

(4)斜率不变,所以测得的数值相同 8. 某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻, 可供选择的器材有: 电流表 (0~0.6A) 、 电压表(0~3V)、滑动变阻器 R1(10Ω ,2A) 、滑动变阻器 R2(100Ω ,2A) 、定值电阻 R0 为 1.5Ω 、电键 S 及导线若干。

( 1 )为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 (填“R1”或 “R2”) 。 (2)本次实验按照如图甲所示实物连接线路图连接好后进行测量,测得数据如下表所示。
次 待 测数

1 0.15 1.46

2 0.20 1.45

3 0.30 1.43

4 0.40 1.42

5 0.50 1.39

I/A 量 U/V

由上表数据可看出,电压表示数变化不明显,试分析引起上述情况的原因是_____________ _____________________________________________。 (3)为使电压表的示数变化更明显,请将上述器材的连线略加改动,在方框中画出改动后的 实验电路图。

(4)实验中改变滑动变阻器的阻值,根据测出数据画出的 U-I 图线如图所示,则此干电池 的内阻 r =_____Ω 。 (保留两位小数)

【答案】(1)

(2)新电池的内阻很小,内电路的电压降很小(3)如图(4)0.20

【解析】(1)为方便实验操作,滑动变阻器的阻值不能太大,选择

比较合适.

(2)由表中实验数据可知,实验时电压表示数变化太小,这是由于电源内阻太小造成的; (3)为使电压表示数变化明显,可以把定值电阻与电源串联组成等效电源,这样可以增大电 源内阻,使电压表示数变化明显,电路图如图所示:

(4)从图中找出两组数据,代入公式

,联立可得

9.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中: 我们已经知道,物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(m)两个因素有关。要研究这 三个物理量之间的定量关系的基本思路是先保持 m 不变,研究 a 与 F 的关系;再保持 F 不变, 研究 a 与 m 的关系。

①某同学的实验方案如图所示,她想用沙和沙桶的总重力大小替代小车受到的合外力大小, 为了减少这种做法而带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项措施是: a. ; b. 。 ②该同学利用实验中打出的纸带求加速度时,处理方案有两种: A.利用公式 B.根据 计算; 利用逐差 法计算。

两种方案中,你认为选择方案_________比较合理。 【答案】①把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力;砂和桶的质量远小于小车质量;细线 应与长木板平行;只②B 【解析】①需要平衡摩擦力,所以把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力;为了沙和沙桶 的总重力大小等于小车受到的合外力大小,需要砂和桶的质量远小于小车质量;还有减小系 统的摩擦,如细线应与长木板平行 ②A 选项中是根据公式 得出的,需要速度从零开始, 由于匀变速直线运动过程中在相

等时间内走过的位移差是一个定值,所以可根据逐差法进行计算,故 B 方案合理, 10.某班举行了一次物理实验操作技能比赛,其中一项比赛为用规定的器材设计合理电路, 并能较准确地测量某电源的电动势及内阻。给定的器材如下:

A.电流表 G(满偏电流 10 mA,内阻 10 Ω ) B.电流表 A(0~0.6A~3A,内阻未知) C.滑动变阻器 R0(0~100 Ω ,1 A) D.定值电阻 R(阻值 990 Ω ) E.开关与导线若干 ①请你用以上实验器材设计测量该电源电动势和内阻的电路图,并画在右边的虚线框中。 (要 求:为了保证器材的安全,在闭合开关前滑动变阻器的滑动头应置于最右端,即最大电阻处)

②图甲为小刘同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的 I1-I2 图线(I1 为电流表 G 的示数,I2 为电流表 A 的示数) ,则由图线可以得到被测电源的电动势为___________ V,内阻 为__________ Ω 。 (结果保留两位有效数字) ③另一位小张同学对另一电源也用上面的实验电路进行测量,初始时滑片 P 在最右端,但由 于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片 P 向左滑过一段距离 x 后电流表 A 才有读 数,于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数 I 与 x 的关系图,如图乙所示,则根 据图象可知 ,此电池组的电动势为__________ V,内阻为__________ Ω 。 (结果保留三位有 效数字) 【答案】 (1)如图所示(2)7.5; 5.0(3)9.00(9.00 或 9.10 均可) ;11.0(10.7~11.7 均可)

【解析】 (1)该实验需要一个电压表,则将电流表 G 和定值电阻串联改成电压表,并联到滑 动变阻器两端,因为电流表 A 存在内阻,需要用电流表的内接法使得电压表测量路端电压, 电路图如图所示

( 2 ) 将电 流表 G 改 装成 电 压表 后 ,电 压表 的量 程 为 U , 则:

, 解 得:

, 故电流表 G 上的 1mA 就表示 是 1V. 当外电阻为无穷大时,路端电压等于电源的电动势,所以在图线上,斜线与纵坐标的交点就 是电源的电动势,延长图线可得: ,根据闭合电路的欧姆定律: 可得, 图线的斜率就表示电源的内阻,即: (3)根据 源的电动势 得: 11.用如图装置验证机械能守恒定律,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为 M 的物块 A、B,A 下端与通过打点计时器的纸带相连,B 上放置一质量为 m 的金属片 C,固定的金属圆环 D 处在 B 的正下方。系统静止时 C、D 间的高度差为 h。先接通电磁打点计时器,再由静止释放 B,系 统开始运动,当 B 穿过圆环 D 时 C 被 D 阻挡而停止。 图像可知,刚开始时电流恒为 9.0mA, 为 0, 表示电压为 9.0V,所以电

,从图中分别取两组对应的数据,得(6.0V,0.24A) , (3.0V,0.52A)

①整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有 4 个点未画出, 2 已知打点计时器的工作频率为 50 Hz。 由此可计算出 C 被阻挡前 B 的加速度大小 a = m/s ; B 刚穿过 D 时的速度大小 v = m/s(结果保留两位有效数字)。

②该实验中需验证等式是 (用 M、m、v 和重力加速度 g 表示)。还可 运用图象法加以验证:改变物块 B 的释放位置,重复上述实验 ,记录每次 C、D 间的高度差 h, 2 并求出 B 刚穿过 D 时的速度 v,作出 v – h 图线如图丙所示,根据图线得出重力加速度的表 达式 g= ,代入数据再与当地的重力加速度大小比较,判断系统机械能是否 守恒。 ③在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的一个办法。 。 【答案】①4.8;2.6② ; ③如适当增大 C、D 间的高

度差;适当增加金属片 C 的质量;保证打点计时器的限位孔在同一直线上等等。 【 解 析 】 ( 1 ) 根 据 , 运 用 逐 差 法 得

B 刚穿过 D 时的速度大小

(2)系统重力势能的减小量 证

,系统动能的增加量

,则需验 .解得

根据系统机械能守恒得,



(3)减小误差的方法:适当增加 C、D 间的高度差;适当增加金属片 C 的质量;保证打点计 时器的限位孔在同一竖直线上. 12.某同学要测绘规格为“2.8V 1.5W”的小灯泡的 I-U 曲线.除导线和开关外还备有以 下器材可供选择: A.电流表(量程 0.6A,内阻约为 1Ω ) B.电流表(量程 3.0A,内阻约为 0.2Ω ) C.电压表(量程 3.0V,内阻约为 5kΩ ) D.电压表(量程 15.0V,内阻约为 15kΩ ) E.滑动变阻器(最大阻值为 200Ω ,额定电流 100mA) F.滑动变阻器(最大阻值为 10Ω ,额定电流 1.0A) G.电源(电动势为 3.0V,内阻约为 0.2Ω ) (1)实验中所用的电流表应选 ;电压表应选 ;滑动变阻器应选 . (填器材前面 的字母) (2)为使实验误差尽可能小,请你设计实验电路图,并画在方框中.

(3)由于电表具有一定的内阻,本实验中, (填“电流表”或“电压表”)的读数有误 差,若测量小灯泡的电阻,则测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”) 。 【答案】 (1)电流表选 A,电压表选 C,滑动变阻器选 F(2)

(3)电流表;偏小 【解析】 (1)根据小灯泡规格“2.8V,1.5W”可知,额定电流大小为 ,

所以电压表应选 C,电流表应选 A;由于测定伏安特性曲线实验要求电流从零调,所以变阻器 应采用分压式接法,应选择全电阻小的变阻器 F 以方便调节; (2)由于小灯泡电阻较小,满足 式接法,电流图如图所示: ,所以电流表应用外接法,又变阻器应采用分压

(3)把小灯泡与电压表看做一个整体考虑,根据欧姆定律可知,电流表的读数有误差,由于 并联电阻小于任一支路的电阻,所以待测电阻测量值应比真实偏小. 13.利用图 1 所示的 装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门, 其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自 斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测 量甲、乙之间的距离 s,记下相应的 t 值;所得数据如下表所示。

(1)根据表中给出的数据,在图乙给出的坐标纸上画出

图线;

(2)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v、 测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_______________; (3)由所画出的 字) . 【答案】 (1)如图所示; (2) ; (3)2.0 图线; 图线,得出滑块加速度的大小为 a=____________m/s (保留 2 位有效数
2

【解析】 (1)根据表中给出的数据,在图乙给出的坐标纸上画出

(2)已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动,滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬 时速度 v、测量值 s 和 t 四个物理量.因为时速度 逆过程,所以满足的关系式是: (3) 由 整理得: , 由表达式可知, 加速度等于斜率大小的两倍. 所
2

是下滑的末速度,所以我们可以看下滑的

以由图象得出滑块加速度的大小为 a=2.0m/s 14.有一内阻未知(约 20kΩ ~ 60kΩ ) 、量程(0~ 10V)的直流电压表 V. (1)某同学想通过一个多用表中的欧姆档,直接去测量上述电压表的内阻,该多用表刻度盘 上读出电阻刻度中间值为 30,欧姆档的选择开关拨至倍率_______挡。先将红、黑表棒短接调 零后,选用下图中 方式连接。

(2)在实验中,某同学读出欧姆表的读数为 你导出欧姆表电池的电动势为 V.

Ω ,这时电压表的读数为

V。请

【答案】 (1)×1k,A(2)40kΩ 。5.0,8.75 【解析】 (1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时,测量值较为准确,根据读数为:示数× 倍率=读数知,选择×1k 的挡较好;欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连,与电压表构成 一闭合回路,电流从负极流出,进入电压表的正极,所以选择图 A 正确; (2)由图示表盘可知,欧姆表的读数为:40×1k=40kΩ ;电压表的读数为 5.0V;由题意知欧 姆 表 的 内 阻 为 30KΩ , 与 电 压 表 的 内 阻 40KΩ 串 联 , 由 欧 姆 定 律 可 知 :

. 15.某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测 量时针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量过程:

① ; ② ; ③ ; ④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。 (2) (12 分)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材 如图(b)所 示。 其中电压表内 阻约为 5k ,电流表内阻约为 5 。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路 的连接。

(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。 当转换开关 S 旋到位置 3 时,可用来测量 ;当 S 旋到位置 时,可用来测量 电流,其中 S 旋到位置 时量程较大。

【答案】 (1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档:②将两表笔短接,调整“欧姆 调零旋钮”,使指针指向“0Ω ”;③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻 值。 (2)如图所示(3)电阻 1 2 1

【解析】 (1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档; ②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω ”; ③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值. (2)由题可知待测电阻约几百殴,比较大,采用电流表内接法,误差较小.如图乙所示. (3)当转换开关 S 旋到位置 3 时,电源与两并联电阻串联,构成欧姆表,可测量电阻.当 S 旋到位置 1、2 时,电流表与电阻并联,可用来测量电流.S 旋到位置 1 时,量程 ,S 旋到位置 2 时,量程 程较大. 16.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,有以下器材: A.待测干电池组 E(电动势约为 4.5V,内阻 r 约 2Ω ) B.电压表(量程 3V、内阻很大) C.电流表(量程 0.5A、内阻很小) D.滑动变阻器(0~20Ω ) E.电阻箱 R0(0~999.9Ω ,用作定值电阻 ) ...... F.电键、导线若干 ,可见,S 旋到位置 1 时,量

①图甲中,电阻箱面板显示其阻值 R0=____________Ω 。 ②图乙为用以上器材连接的不完整的电路,为完成实验,请在乙图中补画出一根导线 构成完整实 .... 验电路。 ③利用实验测得的多组电压表示数和对应的电流表示数,绘出了如图丙所示的 U-I 关系图线, 若图线在 U 轴的截距为 U0,在 I 轴的截距为 I0,则可以求得电池组电动势 E=__________,内 阻 r=____________。 (用给定的物理量符号表示) 。 【答案】 (1)8.0(2)如图,也可接在滑动变阻器金属杆右端) ; (3)U0, 。

【解析】 (1) (2)由实验原理连接实物图:

(3)如图丙所示的 U-I 关系图线,若图线在 U 轴的截距为 求得电池组电动势

,在 I 轴的截距为

,则可以

.斜率的大小绝对值等于内阻和电阻箱阻值之和.所以内阻

17.某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。 图中小车 A 左端连接一纸带并穿过打

点计时器 B 的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器 C 的下端,A、B 置于水平放置的一端 带有定滑轮的足够长的木板上。 不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。 实验时, 先接通电源再释放小车, 打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在保证小车 A 质量不变的情况下,通过改变 P 的质量来改 变小车 A 所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力 F 和加速度 a 数据如下表所示。

(1)第 4 次实验得到的纸带如图所示,O、A、B、C 和 D 是纸带上的五个计数点,每两 个相邻 点间有四个点没有画 出,A、B、C、D 四点到 O 点的距离如图。打点计时器电源频率为 50Hz。 2 根据纸带上数据计算出小车加速度 a 为__ m/s 。 (保留二位小数)

O 0.44

A 1.31

B

C

单位:cm

D

2.62

4.35

(2)在实验中, (选填“需要”或“不需要”)满足重物 P 的质量远小于小车 A 的质 量。 (3)根据表中数据,在图示坐标系中做出小车加速度 a 与力 F 的关系图象(不要求答在答题 卡上) ,根据图象推测,实验操作中重要的疏漏是 。 【答案】 (1)0.43(2) 不需要(3)没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足(答出其中一点即 给 2 【解析】利用逐差法求加速度, (BD-OB)=a(2T)2,T=0.1s,解得 a=0.43 m/s 。实验中轻 绳对小车的拉力大小等于 C 处传感器的拉力大小, 不需要满足满足重物 P 的质量远小于小车 A 的质量。通过数据作图,斜线与横轴有截距,表示未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。 18.在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验小组选择如图所示纸带,纸带上选取的连续 三个点 A、B、C,测出 A 点距起点 O 的距离为 S0,A、B 两点间的距离为 S1,B、C 两点间的距 离为 S2,交流电的周期为 T,实验时:

(1) 为了减少空气阻力对实验的 影响, 自由落下的重锤密度要 (填“大”或“小”) 一些. (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中测重锤的质量 (填“要”或“不 要”). (3)打点计时器打出 B 点时,重锤的速度 vB= (用题中所给的字母表示) (4)实验小组在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,以 O 为起点 B 为研究终点,计算结

果是:重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能.其原因主要是该实验中存在阻力作用, 因此该组同学想到可以通过该实验测算平均阻力的大小.已知当地重力加速度值为 g,重锤的 质量为 m,则该实验中存在的平均阻力大小 f= (结果用 m,g,vB,S0,S1 表示). 【答案】(1) 大 (2) 不要 (3) (4)

【解析】(1)为了减少空气阻力对实验的 影响.自由落下的重锤密度要大一些,以减少下落 过程中的相对阻力;(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中不要测重锤的质量,因为表达 式两边都有 m;(3)打点计时器打出 B 点时,重锤的速度 ;(4)从 O 点到 B

点,根据动能定理可得:

,解得

19.在测定某金属的电阻率实验中: a.某学生进行了如下操作: ①利用螺旋测微器测金属丝直径 d,如图所示,则 d=________mm.②测量金属丝电阻 Rx 的电 路图如图 A 所示,闭合电键 S,先后将电压表右侧接线端 P 接 a、b 点时,电压表和电流表示 数如下表所示.

该学生认真观察到两次测量中,电流表的读数几乎未变,发生这种现象的原因是 ________________,比较合理且较准确的金属丝电阻 系统误差角度分析, Rx 的测量值与其真实值 比较, =_____Ω (保留两位有效数字) ,从 ____ (填“>”、 “=”或“<”) .

b.另一同学找来一恒压电源,按图 B 的电路先后将接线端 P 分别接 a 处和 b 处,测得相关数 据如图 B 所示,该同学利用该数据可算出 Rx 的真实值为_____Ω . 【答案】1.703--1.706 电压表内阻比金属丝电阻大很多,分流很小,12Ω .. 13Ω . 【解析】螺旋测微器读数为 1.703--1.706 mm。P 接在 a 点和 b 点时,电流几乎不变,则表明 电压表分流很小,被测量电阻丝为小电阻,则电流表采用外接法,即 P 接在 a 点测量较为精 确,由数据可得电阻测量值为 1.84/0.15=12Ω ,当采用安培表外接法时,电压测量准确,电流 测量值偏大,则电阻测量值偏小。当 P 接在 b 点时,电压表读数为电源电压,则 Rx+RA=3.00/0.20=15Ω , 当 P 接在 a 点时, 电源电压为 3.00V, 则电流表电压为 3.00-2.56=0.44V, 电流表内阻为 0.44V/0.22A=2Ω ,因此电阻丝的电阻为 13Ω .

20.为了测量某一弹簧的劲度系数,降该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。 2 实验册除了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据,七对应点已在图上标出。 (g=9.8m/s )

(1)作出 m-l 的关系图线; (2)弹簧的劲度系数为 N/m. 【答案】 (1)如图所示(2)0.248~0.262

【解析】 (1)如图所示

(2)在图线选取相距较远的两点,读出坐标为(19.0cm,2.75g) , (9.5cm,0.25g) ,求出图 线的斜率 ,则劲度系数

21.某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数

.粗糙

曲面 AB 固定在水平面上,其与水平面相切于 B 点,P 为光电计时器的光电门,实验时将带有 遮光条的小物块 m 从曲面 AB 上的某点自由释放, 小物块通过光电门 P 后停在水平面上某点 C. 已 知当地重力加速度为 g.

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d 如图乙所示,其读数 d= cm; (2)为了测量动摩擦因数,除遮光条宽度 d 及数字计时器显示的时间 t,还需要测量的物理量 及其符号是 ,动摩擦 因数 = (利用测量的量表示).

【答案】 (1)0.375(2)光电门与 C 点之间的距离 s 【解析】 (1)游标卡尺的读数为 (2)因为光电门的宽度非常小,所以通过光电门的平均速度可近似认为是物块通过光电门的 瞬时速度, 所以物块通过光电门时的速度为 , 根据动能定理可得: ,

解得: 距离 s.

,由此可知,要测动摩擦因数,出 d 与 t 外,还需要测量光电门与 C 点间的


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