1、2012年6月理科综合物理实验题(1)1(12分)请完成以下两小题。(1)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:你认为还需要的实验器材有 。实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 。在的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙
2、桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1 v2)则本实验最终要验证的数学表达式为 (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。水平实验台滑轮小沙桶滑块细线打点计时器纸带长木板(2)2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一。硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定该电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路。图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验(计算结果保留两位有效数字)闭合开关,调节滑动变阻器
3、,读出电流表A1、A2的值I1、I2。为了作出此电池的UI曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U_(用题中所给字母表示)根据测量数据作出该硅光电池的UI图象如图乙所示,该电池的电动势E=_V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内 阻r_;若将该硅光电池两端接上阻值为6的电阻,此时对应的电池内 阻r_。2I(4分)为了测则量阻值约为5的电阻,实验室提供了以下实验器材:电流表A1,量程00.6A,内阻约0.6电流表A2,量程03A,内阻约0.12电压表V,量程03V,内阻约3k滑动变阻器R1,阻值范围为0100滑动变阻器R2,阻值范围01700电源E,电动势3V,内阻约2电键S
4、,导线若干实验电路如图所示,在实验过程中 (1)滑动变阻器应选 ,电流表应选 (填写字母代号) (2)实验测得的电阻值 真实电阻(填“大于”、“小于”或“等于”)II(11分)研究小组通过分析、研究发现弹簧系统的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn(C为与弹簧本身性质有关的已知常量),为了进一步探究n的数值,通常采用取对数作函数图象的方法来确定。为此设计了如图所示的实验装置。L型长直平板一端放在水平桌面上,另一端放置在木块P上,实验开始时,移动木块P到某一位置,使小车可以在斜面上做匀速直线运动,弹簧一端固定在平板上端,在平板上标出弹簧未形变时另一端位置O和另一位置A,A点处放置一光电
5、门,用光电计时器记录小车通过光电门时挡光的时间。 (1)研究小组某同学建议按以下步骤采集实验数据,以便作出lgv与lgx的函数图象关系: A用游标卡尺测出小车的挡光长度dB用天平称出小车质量mC用刻度尺分别测出OA距离L,O到桌面高度h1,A到桌面的高度h2D将小车压缩弹簧一段距离,用刻度尺量出弹簧压缩量x,让小车由静止释放,光电计时器读出小车通过光电门的挡光时间tE改变小车压缩弹簧的距离,重复D 根据实验目的,你认为以上实验步骤必须的是 。 (2)若小车挡光长度为d,通过光电门的挡光时间为t,则小车过A点的速度v= . (3)取lgv为纵坐标,lgx为横坐标,根据实验数据描点画出图线如图所示
6、,已知该直线与纵轴交点的坐标为(0,a),与横轴的交点的坐标为(-b,0),由图可知,n= 。3(6分)在一次课外活动中,李明同学用图甲所示装置测量铁块与金属板间的动摩擦因数。已知水平桌面光滑,铁块的质量kg,金属板的质量kg。(1)用水平力向左拉金属板,使其一直向左运动,稳定后弹簧秤示数如图甲所示。间的摩擦力F N间的动摩擦因数= 。(2)李明同学将纸带连接在金属板上,利用打点计时器打下一系列的点,如图乙所示,图中各计数点间的时间间隔为01 s,则水平力= N。(取,以上结果均保留三位有效数字)4(12分)为测量电流表内阻: (1)小明同学设计的电路如图l所示,可供选择的器材如下: A电流表
7、(量程为300 ,内阻约为300) B电源(电动势15V,内阻不计) C电源(电动势6V,内阻不计) D电阻箱(09999) E滑动变阻器(050)F电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当,030k)G导线及开关为使测量值尽量准确,电源应选用 ,变阻器应选用 (选填器材前的字母)。实验时,先闭合,调节,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合,保持不变,调节,使电流表半偏,读出此时的阻值为3020,则电流表内阻的测量值= ,该测量值 实际值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)小军同学设计的电路如图2所示,测量电流表的内阻,所用电源电动势为30V,电源内阻不计。实验步骤如下:先断开开关、,将电阻
8、箱l的电阻调至最大再闭合,调节电阻箱l,同时观察电流表指针,当指针处于满偏刻度时,读取电阻箱l 的阻值为500保持电阻箱l的电阻不变,闭合,只调节电阻箱2,同时观察电流表指针,当指针处于半偏刻度时,读取电阻箱2的阻值为250通过分析与计算可知:电流表的内阻测量值= ;电流表的满偏电流值= mA。5(1)(4分)由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有 , , , ;(2)(2分)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,读数为 mm; (3)(2分)在用单摆测定重力加速度实
9、验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图乙所示,读数为 cm。19(18分)(1)如图5所示,在用红色激光束做光的双缝干涉现象的 实验中。保持双缝到光屏的距离不变,换用间隙更小的双缝,在光屏上观察到的条纹宽度将_;若换成蓝色激光束做该实验,保持双缝间隙和双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹宽度将_(以上空格均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)。若将双缝换成单缝,在光屏上观察到的现象是下图中的 A B C D(2)在测定满偏电流为2.5mA、内阻约为50的电流表A0内阻的实验中,备用的器材有:A标准电流表A(量程03 mA) B标准电压表V(量程03V)C定值电阻R0(阻值10
10、0) D电阻箱R1,(阻值范围0999.9)E电源(电动势1.5V,有内阻) F滑动变阻器R2:(阻值范围020,额定电流1.5 A)另外有若干导线和开关图R0图87是某同学根据列出的器材设计的测量电路,请回答下列问题:A0图7电路中定值电阻R0的作用是 根据设计的电路写出计算电流表A0内阻的表达式RA=_。式中各物理量的物理意义: 根据设计的电路图在图8中连接实物图该同学为什么不选用标准电压表V来直接测量电流表A0两端电压?请说明理由: 参考答案1沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量(1分) ,平衡摩擦力(1分) (2分)(2) I1R0 (1分) 2.9 (2分); 4.0 (2分) 5.6
11、(2分)2I(4分)(1)R1(1分)A1(1分) (2)小于(2分)II(11分)(1)ABDE(4分) (2)(2分) (3)(5分)3I(6分,每空2分)2.50 (2分) 0.250 (2分) 3.50 (2分)II(12分,每空2分)C F 302.0 小于 500 3 mA 4(8分)(1) H ;R1 ;R2;(正对面积;板间距离;板间介质)(答字母对一个得1分,答汉字共4分,第二个空2分) (2)0.616 或0.617或0.618- (2分) 0.675或0.680 -(2分) 5(18分)(6分) (1) 变宽;变窄。 B 每空2分(12分)(2) 限制电流,保护两电流表 (2分),(2分)I为标准电流表示数,I0为电流表A0的示数,R1为电阻箱示数 (2分)R0 如图所示(4分)标准电压表的量程远大于待测电流表的满偏电压,无法准确读数。(2分)