1、2012年4月理科综合物理实验题（2）1 (12分)请完成下列两小题（1）（6分）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2.为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明（可以认为物体过A的速度等于d/t1,物体过B的速度等于d/t2）（单选）选出下列必要的实验测量步骤A用天平测出运动小物体的质量mB测出A、B两传感器之间的竖直距离hC测出小物体释放时离桌面的高度HD用秒表测出运动小物体通过A、B
2、两传感器的时间t若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足_关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的用此试验测量比用打点计时器测量的优点是：（写两点）_ ；_（2）（6分）现要同时测电阻的阻值、电源的电动势E及内阻r，给定的器材有：两个电压表、电流表、变阻器R、待测的定值电阻、电池、开关S及导线若干。某同学设计了如图甲所示的电路。闭合电键S，调制滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压表1、电压表2和电流表测得数据：并根据测量数据分别描绘了如图乙所示的M、N两条UI直线，不考虑电流表、电压表在测量过程中对电路的影响，请回答下列问题：根据图中
3、的M、N两条直线可知（ ）A直线M是根据电压表1和电流表的数据画得的B直线M是根据电压表2和电流表的数据画得的C直线N是根据电压表1和电流表的数据画得的D直线N是根据电压表2和电流表的数据画得的图象中两直线交点处电路中的工作状态是（ ）A滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B电源的输出功率最大C定值电阻上消耗的功率为0.5W D电源的效率达到最大值根据图可以求得电源电动势E= V，内电阻r= 2I（10分）用气垫导轨装置做探究恒力做功与物体动能变化的关系的实验。将气垫导轨调节水平，把研究对象滑块放于导轨上，细线跨过定滑轮连接滑块和钩码，用竖直下垂的钩码的重力表示滑块受到的水平恒力的大小；通过计时
4、器记录滑块的挡光条通过光电门的时间，求解滑块的瞬时速度；用刻度尺测量滑块自静止开始通过的位移。（1）为保证钩码的重力与滑块受到的水平拉力大小基本相等，钩码质量m与滑块的质量M间应满足的关系是 。（2）滑块上所安装的挡光条宽度为d，某次通过光电门时记录的时间为，则滑块通过光电门的瞬时速度为 。（3）某次实验中滑块自静止起运动到光电门处发生的位移为s，其它物理量用（1）（2）中提供的物理量，实验操作正确，则恒力做功与动能变化之间的关系式应当为 。（4）若改变滑块的位移，重复做几次实验，可测得几组对应的速度v、位移s的数据，现用纵轴表示v2，用横纵表示s，请在坐标系中定性画出v2-s关系图象。II（
5、8分）在下面的电路图1中，定值电阻R0=5。现做如下实验（1）单刀双掷开关S1接1，单刀双掷开关S2接3，闭合电键S3，通过调整滑动变阻器R，读出电压表、电流表的一系列数值，画出U1I1图象如图2所示，由图象可求得电流表的内阻RA= 。（2）单刀双掷开关S1接2，单刀双掷开关S2接4，闭合电键S3，通过调整滑动变阻器R读出电压表、电流表的一系列数值，画出U2I2图象如图3所示，由图象可求得电源的电动势E= V，内阻r= 。3(19分)(1)为了测量玩具遥控汽车的额定功率，某学习小组用天平测出小车质量为0.5kg，小车的最大速度由打点计时器打出的纸带来测量(如图所示)。主要实验步骤有：A. 给小
6、车尾部系一条长纸带并让纸带穿过打点计时器；B. 接通打点计时器电源(电源频率50Hz)，使小车以额定功率沿水平地面直线加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，使其沿地面直线向前滑行直至停止；C. 学习小组分析后选择了认为符合要求的一段纸带，从某点开始每5个连续点标为一个记数点，并将表示每两个相邻记数点间距离的字母和测量数据在纸带上做了记录。 相邻两记数点间的时间间隔T = _s，由纸带知遥控汽车的最大速度为= _m/s； 实验小组在计算关闭发动机后的遥控汽车滑行过程的加速度时，选择了纸带上后5段数据，经过分析又舍掉了一段不合理数据。请你判断哪段数据不合理_ (用字母表示)，舍掉了不合
7、理数据后加速度的计算表达式为=_ (请用时间间隔T及纸带上表示记数点间距离的字母表示)，计算出的加速度大小为_m/s2；22（1）题图 遥控汽车滑行过程的阻力大小为=_N，其额定功率=_W。(2)有一根细而均匀的中空柱状导电材料样品如图所示，截面为同心圆环如图所示，在样品两端面上有焊接良好的引出导线。样品长约5cm，教师用多用电表的欧姆挡预测电阻时，选择开关置于“”倍率挡，其示数如图所示，已知这种材料的电阻率为，因该样品的内径太小，无法直接用长度测量工具测量。现提供下列实验器材：A20等分刻度的游标卡尺B螺旋测微器C电流表(量程为50mA，内阻)D电流表(量程为3A，内阻约为0.1)E电压表(
8、量程为3V，内阻约为10K)F电压表(量程为15V，内阻约为90K)G滑动变阻器R(0 10，额定电流2A)H直流电源E(电动势12V，内阻约1)I导电材料样品(长约5cm，电阻约为图测量值)J开关一只，导线若干。不使用多用电表读数情况下，请根据上述实验器材设计一个尽可能精确的测量该样品内径d的实验方案，并回答问题：教师用多用电表预测的电阻值如图所示，约为_用游标卡尺测得该样品的长度如图所示，其示数L=_mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图所示，其示数D=_mm。请选择合适的仪器，在虚框内画出实验电路图，并在图中标出所选器材的符号。用、L、D和测得量的符号来表示样品的内径d= _。4I（分）
9、某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：用天平测出电动小车的质量为0.4kg；将电动小车、纸带和打点计时器按图甲所示安装；接通打点计时器（其打点间隔为0.02s）；使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车停止后关闭打点计时器。打点计时器打出的纸带前半部分不小心被一同学污染损坏，纸带的后半部分如图所示请你分析纸带数据回答下列问题：（结果保留三位有效数字）（1）该电动车运动的最大速度 m/s（2）能否测得该电动车的额定功率，若能请计算出其大小为 w;若不能测出该车额定功率请说明理由 II（10分）现仅有以下器材：A1表：量程0.2A A2表：量程0.
10、02A V1表：量程3VV2表：量程100V 滑线变阻器R：010 电阻箱R0：09999.9, 0.1A蓄电池组E：=6V，r=0.1 电键S及导线若干为较准确地测定一电阻值Rx约1.2的电阻丝的阻值，已有甲、乙两位同学分别设计了甲、乙二个电路图来测量Rx。但甲、乙两电路设计均有不合理之处，请指出存在的问题（各图分别指出两处即得满分）。(1)甲图不合理之处： ， 。（2分）(2)乙图不合理之处： ， 。（2分） (3)请设计一个实用的较合理的电路图，画在规定方框内，并写出Rx的计算公式。（说明公式中各物理量的意义）Rx= ；（2分）各量的意义是： 。（2分）画图（2分）5（12分）（1）某同
11、学在用螺旋测微器测定某薄片的厚度时，读数如图所示。可知该薄片的厚度d_mm。（2）某同学用卡尺来测量工件的直径，读数如图所示。该工件的直径为d_ mm。（3）某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值,如图,则这电阻值是_ 。如果要用此多用电表测量一个约20的电阻，为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是_ _。 （4）为研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系，某同学设计了如图甲所示的电路图，图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱。实验时，闭合K之前将R的滑片P置于 （填“C”或“D”）端；当用电流表外接法测量Rx的阻
12、值时，K1应置于位置 （填“1”或“2”）.在一定条件下，得到Rx的电阻率随浓度变化的曲线如图乙所示（不计由于通电导致的化学变化）。实验中Rx的通电面积为50 cm2，长度为5 cm，测量Rx的阻值是50，则其电阻率为 m，可得此时溶液浓度约为 %（保留2位有效数字）.参考答案1（I） B (2分) (d/t2)2(d/t1)22gh（2分） 阻力小；测量精确 （2分）2I（1）m M （2分） （2） （2分）（3）mgs=M（）2 （3分）v2s0（4） （3分）II（1） 5 （2） 14 3 （每空3分）3 (19分)(1)(每空1分，共7分)0.1 ，2或2.01 ，S5 ，2或2.
13、0或2.00 ，1或1.0或1.00 ，2或2.01 (2)(每空2分，电路图4分，共12分)180 ，50.35 ，3 .206，I为电流表读数、U为伏特表读数(电路见旁图)R分压接法1分，A1、V2选择正确各得1分，A1外接得1分。4I. 1.50 0.825 II对于甲图不合理之处：不能多次测量，超过电流表量程不安全，电压表量程太大，读数误差较大。 对于乙图不合理之处：电流表量程太小，电压表量程太大，变阻器调节作用太小。较为合理的电路图如图所示。（2分）Rx的计算公式：Rx=（2分）其中UV是电压表V1表示，IA是电流表A1示数，R0是电阻箱示数。（说明：指出每处错误得1分，甲、乙两图各指出两处好得满分，共4分）5（1） 0.900 （2分） （2） 29.8 （2分）（3）1.2103欧(写成1.2103欧或1200欧也给分) （1分） 1 （1分） （4）D（1分）1（1分） 5.0（2分）3.0（2分）