1、2010年10月理科综合物理实验题(1)1(18分) (1)(6分)小明同学用游标卡尺和螺旋测微器测量某段新型材料的:苴径和长度如图甲、乙所示,这段导体的直径为_mm,长度为_cm。 (2)(12分)小明想测这种材料制成的未知电阻R,的阻值(约为150),为此他找来 A电源E:电动势约为30V,内阻可忽略不计; B电流表A1:量程为010mA,内电阻r120; C电流表A2:量程为020mA,内电阻r28; D定值电阻R0:阻值R080; E滑动变阻器R1:最大阻值为20; F滑动变阻器R2:最大阻值为2000; G单刀单掷开关S,导线若干。为了尽量准确地测量这个电阻Rx的阻值,请你根据小明找
2、到的器材,设计一个测量Rx的电路图,画在虚线框内。 你所选用的滑动变阻器是_。(只填字母代号)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx的表达式为:Rx_。(用字母表示)2(17分)I、某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2,挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记
3、作L7。下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 和 。测量记录表:代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1实验中,L3和L7两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:d1=L4L0=6.90cm,d2=L5L1=6.90cm,d3=L6L2=7.00cm。请你给出第四个差值:dA= = cm。根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量L。L用d1、d2、d3、d4表示的式子为:L=
4、 ,代入数据解得L= cm。计算弹簧的劲度系数k= N/m。(g取9.8m/s2)II、一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图4所示。由图可知: (1)挡光片的宽度为 mm。 (2)圆盘的直径为 cm。 (3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms,则圆盘转动的角速度为 r/秒(保留3位有
5、效数字)3(19分) (1)某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。当挂在弹簧下端的砝码处于实验次数iFi(N)Li(cm)10.4960.2020.9861.6031.4763.0541.9664.6552.4566.1062.9467.55 静止状态时,测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L(弹簧始终在弹性限度内), 列表记录如下:因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组,所以小组一成员用逐差法处理数据,具体如下:将表中第三列相邻的两项求差,得出弹簧伸长量每个都是与相同的拉力相对应的伸长量,求出的平均值 故弹簧的劲度系数为 该成员在实验数据处理中存在的问题是: ; 请你用逐差法
6、处理表格中的数据,尽量精确计算出弹簧的劲度系数k= N/cm(结果保留三位有效数字)。 (2)一微安表 的刻度盘只标注了表示量程的刻度线,尚未标注其他分 刻度线,如图所示。请用下列全部器材测量微安表 的内阻: Ii:图示的待测微安表 :内阻Rg约为2 Iii:1块毫伏表 :量程250mV,最小分度5mV,内阻约为1 Iiii:1个滑动变阻器R1:050 Iiv:1个滑动变阻器R2:03k vv: 1个直流电源E:电动势E=1.5V,内阻r约为1 vvi: 1个单刀单掷开关S,导线若干在方框内画出测量微安表 的内阻Rg的实验电路原理图(原理图中的元件要用相应的英文字母标注)。 下面是主要的实验操
7、作步骤,将所缺的内容填写在横线上方: 第一步:断开S,按电路原理图连接器材,将两个滑动变阻器R1、R2的触头分别置 于合理的位置; 第二步:闭合S,分别调节R1和R2至适当位置, 。 用已知量和测得量的符号表示微安表 的内阻Rg= 4(18分) (1)(6分)某同学为测定一根长为L的棉线能承受的最大拉力Fm,初步设定了如下做法:先将棉线两端系于水平的天花板上,再在棉线上挂一个质量为的钩码,如图所示,此时棉线未断后续步骤有两种方案,其中第一种方案是:只挂一个钩码,缓慢移动棉线的一端,直至棉线断,测定此时棉线固定端和移动端的距离;第二种方案是:棉线两端都固定不动,测出此时两端间距离,再逐个增加挂在
8、棉线上的钩码,直至线断,记下此时钩码的总个数你认为 (填“第一”或“第二”或“两”)种方案可行,该方案中用于计算棉线最大拉力的表达式 (2)(12分)如图所示电路是某校实验室提供给学生测量表头内阻的测量电路,某次实验中,实验室提供了规格相同的待测表头、内阻可以忽略的电源其他器材由学生自选,实验中有两个小组都依据该电路,选用了不同规格的器材,用不同的方法对表头内阻进行了测量第一组:先保持K2断开、K1闭合,再调节电阻箱R1使G表满偏,然后再闭合K2,调节电阻箱R2使G表半偏,他们认为Rg=R2; 第二组:先保持K2断开、K1闭合,再调节电阻箱R1使G表满偏,然后闭合K2,减小R1为原来的一半后,
9、再调节R2使G表仍然满偏 第一组只有在满足 的条件,测量才有意义;若不满足上述条件,精确测量Rg的表达式应为: ;第二组精确测量Rg的表达式为: 5(17分) (1)在用单摆测定重力加速度的实验中,测得摆线的长度为摆球的直径为d,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图所示, 由图可得重力加速度的表达式g= 。 (2)如图甲所示,某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌沿上,利用钩码通过细线水平拉木块,让木块从静止开始运动。利用打点计时器在纸带上记录下的木块运动情况如图乙所示,其中O点为纸带上记录到的第一点,ABC是该同学在纸带上所取的计数点,图乙所标明的数据为ABC各点到O
10、点的距离。已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz(以下的计算结果均要求保留两位有效数字) (1)打点计时器打下B点时木块的速度= m/s木块移动的加速度a= rns2。 (2)接着,该同学利用天平分别测出钩码的质量m=0.10kg和木块的质量M=0.40kg,根据给出的与已经算出的数据,该同学计算出木块与木板间的动摩擦因数。请写出最后的结果(忽略滑轮的阴力,取g=10m/s2)。= 。参考答案1RxR0A1A2abPsER(18分) (1)(6分)在6.1226.125范围内均可 11.050 (2)(12分) 如图所示 E200903272I、L5 L620081013 6.85(6.8
11、46.86) 14.05(14.0414.06)L7L3 7.20(7.187.22) 1.7528 II、(1)10.243 (2)24.225 (3)1.693(19分)解答: (1)只利用了L1和L6两个数据,导致误差较大(或未利用L2、L3、L4、L5,导致误差较大)4分0.3284分 (2) 5分说明:电路设计合理,两个变电阻器分别当作粗调、微调电阻使用,均算正确。使微安表满偏,记下这时毫伏表示的示数U3分U/Ig3分4(1)第一,(每空3分) (2)R1Rg,;(每空4分)200812115 (17分)() (5分)()(1)0.78 (3分) 0.39 (3分) (2) 0.20 (6分)