創(chuàng)新設(shè)計-專題十-中學(xué)物理實驗

1、專題達標(biāo)測試1.(2009聊城市高考模擬二)(6分) 如圖10-1所示某同學(xué)在“驗證牛 頓第二定律”的實驗中,他想用 鉤碼的重力表示小車受到的合外 力, 為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為在 實驗中應(yīng)該采取的兩項措施是: ; . (2)利用上述實驗中得到的一條紙帶,來探究動能 定理,除根據(jù)紙帶測出位移,求出速度外,還需測量 的物理量有 .圖10-1答案 (1)平衡摩擦力使鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量(2)鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量2.(2009廈門市適應(yīng)性考試)(6分)某探究學(xué)習(xí)小組 的同學(xué)們欲探究“做功與物體動能變化的關(guān)系”, 他們在實驗室組裝了一套如圖10-2所示的裝置,并 配有電源、天平、

2、刻度尺.圖10-2(1)該學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用砂和砂桶的重力作為滑塊受到的合外力.為了實現(xiàn)這個想法,該小組成員提出了以下實驗措施,你認為有效的有 （ ）A.保持砂和砂桶的質(zhì)量遠大于滑塊質(zhì)量B.保持砂和砂桶的質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量C.保持長木板水平D.把木板的左端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮.調(diào)整滑輪的高度使細線與長木板平行(2)利用本實驗裝置及天平、刻度尺還可以進行哪些物理規(guī)律探究?(至少寫出兩個)答案 (1) BDE(2)探究滑動摩擦力與正壓力的關(guān)系或測定動摩擦因數(shù);探究物體運動速度隨運動時間變化規(guī)律或研究勻變速運動規(guī)律;探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系等.3.(2009杭州市模擬六)(6分)在“

3、驗證機械能守恒 定律”的實驗中,質(zhì)量為m的物體自由下落,得到如 圖10-3所示的紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 0.04 s,那么從打點計時器打下起點O到打下B點的 過程中,物體重力勢能的減少量Ep= , 此過程中物體動能的增加量Ek= .由此 可得到的結(jié)論是 .(g=9.8 m/s2,保留三位有 效數(shù)字)圖10-3答案 2.28 m 2.26 m 在誤差允許范圍內(nèi)機械能守恒4.(2009陜西師大附中第五次模擬)(6分)用納米技 術(shù)處理過的材料叫納米材料,其性質(zhì)與處理前相比 會發(fā)生很多變化.如機械性能會成倍地增加,對光 的反射能力會變得很低,熔點會大大地降低,甚至 有特殊的磁性質(zhì).現(xiàn)有一種納米

4、合金絲,欲測定出其伸長量x與所受拉力F、長度L、截面直徑D的關(guān)系.(1)若實驗中測量的數(shù)據(jù)如下表,根據(jù)這些數(shù)據(jù)請寫出x與F、L、D間的關(guān)系式:x= .(若用到比例系數(shù),可用k表示)長度L/cm 50.0100.0200.05.00 0.0400.200.400.8010.00 0.0400.400.801.605.00 0.0800.100.200.40拉力F/N伸長量x/cm直徑D/mm(2)若有一根合金絲的長度為20 cm,用螺旋測微器測量其截面直徑,測量結(jié)果如圖10-4所示,則截面直徑為 mm.使用中要求合金的伸長量不能超過其原長的百分之一,那么這根合金絲能承受的最大拉力為 N.圖10-

5、4答案 (2)0.200 62.55.(2009吉林市下學(xué)期期末復(fù)習(xí)檢測)(6分)甲、乙 兩個同學(xué)使用完全相同的器材用伏安法測量同一 未知電阻Rx的阻值,給定器材為:待測電阻Rx;電流 表mA (量程05 mA,內(nèi)阻約為10 );電壓表V(量 程為03 V,內(nèi)阻約為3 000 ),最大阻值為 1 700 的滑動變阻器;電源E(電動勢約3 V); 開關(guān)S、導(dǎo)線若干,甲、乙兩個同學(xué)的測量的數(shù)據(jù) 處理結(jié)果分別如圖10-5甲、乙所示.圖10-5(1)由圖甲得Rx= ;由圖乙得Rx= .(2)分別畫出甲、乙兩位同學(xué)所用的測量電路,并由測量結(jié)果判定 同學(xué)測量結(jié)果較為準(zhǔn)確. 答案 (1)1 00050 85

6、050(2)如下圖所示 甲6.(2009太原市二模)(10分)有一疊層電池,它的電 動勢E約為9 V,內(nèi)阻r約50 ,允許輸出的最大電 流為50 mA,為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻,實 驗室提供有以下器材可供選擇: 器材符號 規(guī)格理想電壓表測量范圍015 V 電流表測量范圍01 mA,內(nèi)阻r1=100 電流表測量范圍00.6 A,內(nèi)阻r2=0.01滑動變阻器 R總電阻約1 k 定值電阻 R0電阻R0=5 開關(guān)(K)一個,導(dǎo)線若干(1)為能測多組數(shù)據(jù)并有較高的準(zhǔn)確程度,在虛線方框內(nèi)畫出實驗電路原理圖.圖中各元件要用題目中給出的符號或字母標(biāo)出.(2)根據(jù)兩次實驗數(shù)據(jù)可以求出E= 、r= (用已知

7、量和測得量的符號表示);式中各符號的意義是 .答案 (1)如下圖所示U1、U2是電壓表兩次的讀數(shù),I1、I2是電流表兩次的讀數(shù)7.(2009鞍山市第二次質(zhì)量調(diào)查)(10分)(1)現(xiàn)用如 圖10-6所示的裝置測定輕彈簧的勁度系數(shù).被測彈 簧一端固定于A點,另一端用細線繞過定滑輪掛鉤碼,旁邊附有一豎直放置的刻度直尺.當(dāng)掛兩個鉤碼時,線上一定點P對應(yīng)的刻度線如圖中的ab虛線所示,當(dāng)掛三個鉤碼時,線上一定點P對應(yīng)的刻度線如圖中的cd虛線所示.已知每個鉤碼的質(zhì)量為50 g,重力加速度g=10 m/s2.則被測彈簧的勁度系數(shù)為 N/m.圖10-6(2)用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r,采用如圖

8、10-7所示的電路進行測量,改變滑動變阻器的阻值R,得到兩組相應(yīng)的電流和電壓數(shù)值:I1=0.20 A、U1=1.32 V,I2=0.50 A、U2=1.10 V.由以上兩組數(shù)據(jù)計算得電源的電動勢E= V,內(nèi)電阻r= .(3)在驗證牛頓第二定律實驗中,打出紙帶如圖10-8所示,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是t.圖10-7圖10-8測出紙帶上各計數(shù)點間的距離分別為s1、s2、s3、s4,如圖所示.由于點C不清晰,使得不能準(zhǔn)確的測量出s2、s3,根據(jù)數(shù)據(jù)s1、s4和t算出加速度的值為 .在該實驗中,為驗證小車質(zhì)量M不變時,加速度a與合力F成正比,小車質(zhì)量M和沙及沙桶質(zhì)量m分別選取下列四組數(shù)值:A.M=50

9、0 g,m分別為50 g、70 g、100 g、125 gB.M=500 g,m分別為20 g、30 g、40 g、50 gC.M=200 g,m分別為50 g、70 g、100 g、125 gD.M=200 g,m分別為30 g、40 g、50 g、60 g若其它操作都正確,在選擇 組數(shù)據(jù)進行測量時所畫出的aF圖線較為準(zhǔn)確.有兩位同學(xué)通過測量,分別作出aF圖線,如圖10-9甲、乙中的A、B所示.試分析:圖10-9(a)A線上部彎曲的原因是 .(b)B線不通過坐標(biāo)原點的原因是 .答案 (1)71.4 (2)1.47 0.73(3) B(a)沙及沙桶質(zhì)量m過大(或M遠大于m沒有滿足)(b)平衡摩

10、擦力過分8.(2009青島市5月模擬)(10分)(1)用圖10-10甲所 示的裝置進行探究動能定理的實驗,實驗時測得小 車的質(zhì)量為m,木板的傾角為.實驗過程中,選出一 條比較清晰的紙帶,用直尺測得各點與A點間的距 離如圖乙所示.已知打點計時器打點的周期為T,重 力加速度為g,小車與斜面間的摩擦可忽略不計.那 么打D點時小車的瞬時速度為 ;取紙帶上的BD段進行研究,合外力做的功為 ,小車動能的改變量為 .圖10-10(2)圖10-11甲是測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗電路,實驗時會發(fā)現(xiàn),當(dāng)滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,電壓表 ,原因是 ,從而影響測量的準(zhǔn)確性.為了較準(zhǔn)確地測量一節(jié)新干

11、電池的內(nèi)阻,可用以下器材連成圖乙所示的電路完成實驗,器材:量程3 V的理想電壓表 ,量程0.6 A的電流表 (具有一定內(nèi)阻),定值電阻R0(R0=1.50 ),滑動變阻器R1(010 ),滑動變阻器R2(0200 ),開關(guān)S.圖10-11在圖乙的實驗電路中,加接電阻R0有兩方面的作用:一是方便實驗操作和數(shù)據(jù)測量;二是 .為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進行測量,滑動變阻器應(yīng)選用 (填R1或R2).實驗中,改變滑動變阻器的阻值,測出當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時,電壓表讀數(shù)為U1;當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時,電壓表讀數(shù)為U2.則新電池內(nèi)阻的表達式r= .(用I1、I2、U1、U2和R0表示)答案 (2)讀數(shù)變化很小

12、新電池的內(nèi)阻很小,內(nèi)電路的電壓降很小防止變阻器電阻過小時,電池被短路或電流表被燒壞(或限流,防止電源短路) R1 9.(2009南平市適應(yīng)性考試)(10分)某興趣小組為 測一遙控電動小車的額定功率,進行了如下實驗: 用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4 kg 將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖10-12所 示安裝. 接通打點計時器(其打點周期為0.02 s) 使電動小車以額定功率加速運動,達到最大速度 一段時間后關(guān)閉小車電源,待小車靜止時再關(guān)閉打 點計時器(設(shè)在整個過程中小車所受的阻力恒定).圖10-12在上述過程中,打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖10-13所示(紙帶打出的點反映的是小車達到

13、最大速度后勻速運動和小車關(guān)閉電源后做勻減速運動的情況).請你分析紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題(結(jié)果保留三位有效數(shù)字):(1)該電動小車運動的最大速度 m/s.(2)該電動小車的額定功率為 W.答案 (1)1.50 (2)1.20圖10-1310.(2009上饒市第二次模擬)(15分).如圖10-14 用打點計時器研究滑塊勻變速直線運動的實驗 (1)如果測得紙帶上的點在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi) 位移之差不是一個恒量,其主要原因是 （ ）A.長度測量不精確B.打點的時間間隔不均勻C.運動中受到摩擦力作用D.木板未調(diào)水平圖10-14(2)一個學(xué)生的實驗紙帶如圖10-15所示,取O為起始位置,每隔相同時間T的計

14、數(shù)點分別為A、B、C、D、E、F,每相鄰兩點間距離依次為s1、s2、s3、s4、s5、s6.若取每隔3T的時間計算加速度,則平均加速度為 .要測定一個未知阻值的電阻Rx,實驗室提供下列器材待測電阻Rx,阻值約為4 ,額定電流為2 A電流表A1量程為0.6 A,內(nèi)阻為4 圖10-15電流表A2量程為3 A,內(nèi)阻約為2 變阻器R1阻值為05 ,變阻器R2阻值為0100電源E,電動勢為12 V,內(nèi)阻很小定值電阻R3=10 ,R4=100 開關(guān)S要求實驗時,改變變阻器的阻值,在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1表、A2表的讀數(shù)I1、I2,利用I1I2的圖象,求出未知電阻的電阻值.(1)實驗中定值電阻應(yīng)選用

15、,變阻器應(yīng)選用 .(2)請在方框內(nèi)畫出電路圖,用字母標(biāo)明相應(yīng)的器材符號.(3)實驗測得數(shù)據(jù)如圖10-16所示,則電阻阻值為 .(保留兩位有效數(shù)字)圖10-16答案 .(1)B (2).(1)R3 R1(2)如下圖所示(3)3.9 11.(2009衡水中學(xué)第二次模擬)(15分)衡水中學(xué)課 外活動小組的同學(xué)們在做自來水電阻率的測定 課題時,在一根粗細均勻的長玻璃管兩端各裝了一 個電極,其間充滿待測的自來水,然后用如圖10-17 所示電路進行測量.圖10-17實驗中測量情況如下:安裝前他用圖10-18(a)的游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖(b)所示.測得兩電極相距L=0.314 m.實驗中測得包括0在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值,在坐標(biāo)紙上描點如圖10-19所示.圖10-18圖10-19根據(jù)以上材料請回答下面的問題:(1)測量玻璃管內(nèi)徑時,應(yīng)將圖10-18(a)游標(biāo)卡尺中的A、B、C三部分中的 與玻璃管內(nèi)壁接觸;玻璃管的內(nèi)徑d= mm.(2)