2012年4月理綜（物理部分）實(shí)驗(yàn)（2）

1、2012年4月理科綜合物理實(shí)驗(yàn)題（2）1 (12分)請(qǐng)完成下列兩小題（1）（6分）某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小物體自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個(gè)光電門傳感器實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得小物體上寬度為d的擋光片通過(guò)A的擋光時(shí)間為t1，通過(guò)B的擋光時(shí)間為t2.為了證明小物體通過(guò)A、B時(shí)的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量和列式證明（可以認(rèn)為物體過(guò)A的速度等于d/t1,物體過(guò)B的速度等于d/t2）（單選）選出下列必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟A用天平測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體的質(zhì)量mB測(cè)出A、B兩傳感器之間的豎直距離hC測(cè)出小物體釋放時(shí)離桌面的高度HD用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體通過(guò)A、B

2、兩傳感器的時(shí)間t若該同學(xué)用d和t的比值來(lái)反映小物體經(jīng)過(guò)A、B光電門時(shí)的速度，并設(shè)想如果能滿足_關(guān)系式，即能證明在自由落體過(guò)程中小物體的機(jī)械能是守恒的用此試驗(yàn)測(cè)量比用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是：（寫兩點(diǎn)）_ ；_（2）（6分）現(xiàn)要同時(shí)測(cè)電阻的阻值、電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r，給定的器材有：兩個(gè)電壓表、電流表、變阻器R、待測(cè)的定值電阻、電池、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。閉合電鍵S，調(diào)制滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，用電壓表1、電壓表2和電流表測(cè)得數(shù)據(jù)：并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條UI直線，不考慮電流表、電壓表在測(cè)量過(guò)程中對(duì)電路的影響，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：根據(jù)圖中

3、的M、N兩條直線可知（ ）A直線M是根據(jù)電壓表1和電流表的數(shù)據(jù)畫得的B直線M是根據(jù)電壓表2和電流表的數(shù)據(jù)畫得的C直線N是根據(jù)電壓表1和電流表的數(shù)據(jù)畫得的D直線N是根據(jù)電壓表2和電流表的數(shù)據(jù)畫得的圖象中兩直線交點(diǎn)處電路中的工作狀態(tài)是（ ）A滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端 B電源的輸出功率最大C定值電阻上消耗的功率為0.5W D電源的效率達(dá)到最大值根據(jù)圖可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)電阻r= 2I（10分）用氣墊導(dǎo)軌裝置做探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，把研究對(duì)象滑塊放于導(dǎo)軌上，細(xì)線跨過(guò)定滑輪連接滑塊和鉤碼，用豎直下垂的鉤碼的重力表示滑塊受到的水平恒力的大小；通過(guò)計(jì)時(shí)

4、器記錄滑塊的擋光條通過(guò)光電門的時(shí)間，求解滑塊的瞬時(shí)速度；用刻度尺測(cè)量滑塊自靜止開(kāi)始通過(guò)的位移。（1）為保證鉤碼的重力與滑塊受到的水平拉力大小基本相等，鉤碼質(zhì)量m與滑塊的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系是 。（2）滑塊上所安裝的擋光條寬度為d，某次通過(guò)光電門時(shí)記錄的時(shí)間為，則滑塊通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度為 。（3）某次實(shí)驗(yàn)中滑塊自靜止起運(yùn)動(dòng)到光電門處發(fā)生的位移為s，其它物理量用（1）（2）中提供的物理量，實(shí)驗(yàn)操作正確，則恒力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系式應(yīng)當(dāng)為 。（4）若改變滑塊的位移，重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn)，可測(cè)得幾組對(duì)應(yīng)的速度v、位移s的數(shù)據(jù)，現(xiàn)用縱軸表示v2，用橫縱表示s，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中定性畫出v2-s關(guān)系圖象。II（

5、8分）在下面的電路圖1中，定值電阻R0=5?，F(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn)（1）單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1接1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2接3，閉合電鍵S3，通過(guò)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，讀出電壓表、電流表的一系列數(shù)值，畫出U1I1圖象如圖2所示，由圖象可求得電流表的內(nèi)阻RA= 。（2）單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1接2，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2接4，閉合電鍵S3，通過(guò)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R讀出電壓表、電流表的一系列數(shù)值，畫出U2I2圖象如圖3所示，由圖象可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E= V，內(nèi)阻r= 。3(19分)(1)為了測(cè)量玩具遙控汽車的額定功率，某學(xué)習(xí)小組用天平測(cè)出小車質(zhì)量為0.5kg，小車的最大速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶來(lái)測(cè)量(如圖所示)。主要實(shí)驗(yàn)步驟有：A. 給小

6、車尾部系一條長(zhǎng)紙帶并讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B. 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(電源頻率50Hz)，使小車以額定功率沿水平地面直線加速到最大速度，繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后關(guān)閉小車發(fā)動(dòng)機(jī)，使其沿地面直線向前滑行直至停止；C. 學(xué)習(xí)小組分析后選擇了認(rèn)為符合要求的一段紙帶，從某點(diǎn)開(kāi)始每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)標(biāo)為一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，并將表示每?jī)蓚€(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間距離的字母和測(cè)量數(shù)據(jù)在紙帶上做了記錄。 相鄰兩記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T = _s，由紙帶知遙控汽車的最大速度為= _m/s； 實(shí)驗(yàn)小組在計(jì)算關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后的遙控汽車滑行過(guò)程的加速度時(shí)，選擇了紙帶上后5段數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析又舍掉了一段不合理數(shù)據(jù)。請(qǐng)你判斷哪段數(shù)據(jù)不合理_ (用字母表示)，舍掉了不合

7、理數(shù)據(jù)后加速度的計(jì)算表達(dá)式為=_ (請(qǐng)用時(shí)間間隔T及紙帶上表示記數(shù)點(diǎn)間距離的字母表示)，計(jì)算出的加速度大小為_(kāi)m/s2；22（1）題圖 遙控汽車滑行過(guò)程的阻力大小為=_N，其額定功率=_W。(2)有一根細(xì)而均勻的中空柱狀導(dǎo)電材料樣品如圖所示，截面為同心圓環(huán)如圖所示，在樣品兩端面上有焊接良好的引出導(dǎo)線。樣品長(zhǎng)約5cm，教師用多用電表的歐姆擋預(yù)測(cè)電阻時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)置于“”倍率擋，其示數(shù)如圖所示，已知這種材料的電阻率為，因該樣品的內(nèi)徑太小，無(wú)法直接用長(zhǎng)度測(cè)量工具測(cè)量。現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)器材：A20等分刻度的游標(biāo)卡尺B螺旋測(cè)微器C電流表(量程為50mA，內(nèi)阻)D電流表(量程為3A，內(nèi)阻約為0.1)E電壓表(

8、量程為3V，內(nèi)阻約為10K)F電壓表(量程為15V，內(nèi)阻約為90K)G滑動(dòng)變阻器R(0 10，額定電流2A)H直流電源E(電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻約1)I導(dǎo)電材料樣品(長(zhǎng)約5cm，電阻約為圖測(cè)量值)J開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干。不使用多用電表讀數(shù)情況下，請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確的測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案，并回答問(wèn)題：教師用多用電表預(yù)測(cè)的電阻值如圖所示，約為_(kāi)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長(zhǎng)度如圖所示，其示數(shù)L=_mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如圖所示，其示數(shù)D=_mm。請(qǐng)選擇合適的儀器，在虛框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)出所選器材的符號(hào)。用、L、D和測(cè)得量的符號(hào)來(lái)表示樣品的內(nèi)徑d= _。4I（分）

9、某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.4kg；將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按圖甲所示安裝；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)間隔為0.02s）；使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車停止后關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶前半部分不小心被一同學(xué)污染損壞，紙帶的后半部分如圖所示請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（1）該電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)的最大速度 m/s（2）能否測(cè)得該電動(dòng)車的額定功率，若能請(qǐng)計(jì)算出其大小為 w;若不能測(cè)出該車額定功率請(qǐng)說(shuō)明理由 II（10分）現(xiàn)僅有以下器材：A1表：量程0.2A A2表：量程0.

10、02A V1表：量程3VV2表：量程100V 滑線變阻器R：010 電阻箱R0：09999.9, 0.1A蓄電池組E：=6V，r=0.1 電鍵S及導(dǎo)線若干為較準(zhǔn)確地測(cè)定一電阻值Rx約1.2的電阻絲的阻值，已有甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了甲、乙二個(gè)電路圖來(lái)測(cè)量Rx。但甲、乙兩電路設(shè)計(jì)均有不合理之處，請(qǐng)指出存在的問(wèn)題（各圖分別指出兩處即得滿分）。(1)甲圖不合理之處： ， 。（2分）(2)乙圖不合理之處： ， 。（2分） (3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的較合理的電路圖，畫在規(guī)定方框內(nèi)，并寫出Rx的計(jì)算公式。（說(shuō)明公式中各物理量的意義）Rx= ；（2分）各量的意義是： 。（2分）畫圖（2分）5（12分）（1）某同

11、學(xué)在用螺旋測(cè)微器測(cè)定某薄片的厚度時(shí)，讀數(shù)如圖所示?？芍摫∑暮穸萪_mm。（2）某同學(xué)用卡尺來(lái)測(cè)量工件的直徑，讀數(shù)如圖所示。該工件的直徑為d_ mm。（3）某同學(xué)用多用電表按正確步驟測(cè)量一電阻阻值,如圖,則這電阻值是_ 。如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)約20的電阻，為了使測(cè)量比較精確,選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)選的歐姆擋是_ _。 （4）為研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，圖中E為直流電源，K為開(kāi)關(guān)，K1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動(dòng)變阻器，Rx為待測(cè)稀鹽水溶液液柱。實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合K之前將R的滑片P置于 （填“C”或“D”）端；當(dāng)用電流表外接法測(cè)量Rx的阻

12、值時(shí)，K1應(yīng)置于位置 （填“1”或“2”）.在一定條件下，得到Rx的電阻率隨濃度變化的曲線如圖乙所示（不計(jì)由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化）。實(shí)驗(yàn)中Rx的通電面積為50 cm2，長(zhǎng)度為5 cm，測(cè)量Rx的阻值是50，則其電阻率為 ·m，可得此時(shí)溶液濃度約為 %（保留2位有效數(shù)字）.參考答案1（I） B (2分) (d/t2)2(d/t1)22gh（2分） 阻力??；測(cè)量精確 （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2.0或2.00 ，1或1.0或1.00 ，2或2.01 (2)(每空2分，電路圖4分，共12分)180 ，50.35 ，3 .206，I為電流表讀數(shù)、U為伏特表讀數(shù)(電路見(jiàn)旁圖)R分壓接法1分，A1、V2選擇正確各得1分，A1外接得1分。4I. 1.50 0.825 II對(duì)于甲圖不合理之處：不能多次測(cè)量，超過(guò)電流表量程不安全，電壓表量程太大，讀數(shù)誤差較大。 對(duì)于乙圖不合理之處：電流表量程太小，電壓表量程太大，變阻器調(diào)節(jié)作用太小。較為合理的電路圖如圖所示。（2分）Rx的計(jì)算公式：Rx