2011年1月理科综合物理实验试卷（二）（解析版）

一、填空题

1. 难度：中等

一只小灯泡，标有“3V，0.6W”字样．现用图2的器材测量该小灯泡的伏安特性曲线，（滑动变阻器最大阻值为10Ω；电源电动势为6V，内阻为1Ω；电流表内阻为1Ω，电压表的内阻为10kΩ）．
（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用    （选填“内接”或“外接”）法．滑动变阻器的连接方式应采用    （选填“分压式”或“限流式”）；
（2）用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好）．

2. 难度：中等

（1）已知打点计时器接的交流电源频率是f，用它记录一个匀变速直线运动小车的位移，打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5、6如图1所示（已知相邻两计数点中间有四个点未画出）．某同学测量出1与2两点间的距离为S₁₂，5与6两点间的距离为S₅₆，由此可算出小车运动的加速度为a=    ．

（2）图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径（甲图）与内径（乙图）的图示，由图可知该硬塑环的外径为    cm，内径为    cm，平均厚度为    cm．
（3）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上．由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动．我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律．已知I形挡光条的持续挡光宽度为L，实验装置如图3所示，采用的实验步骤如下：
a．调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；
b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
c．将光电门尽量靠近滑块C、D两端；
d．烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间t_C，以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间t_D．
①实验中还应测量的物理量是    ；
②根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是    ；
上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是    ；
③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式    ．

3. 难度：中等

利用如图1所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材有

（A）干电池两节，每节电池的电动势约为1.5V，内阻未知
（B）直流电压表V₁、V₂，内阻很大
（C）直流电流表A，内阻可忽略不计
（D）定值电阻R，阻值未知，但不小于5Ω
（E）滑动变阻器
（F）导线和开关
（1）甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如表所示：

U/V	2.62	2.48	2.34	2.20	2.06	1.92
I/A	0.08	0.12	0.19	0.20	0.24	0.28

试利用表格中的数据作出U-I图，由图象可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为    V，总内阻为    Ω．由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表    （选填“V₁”或“V₂”）．
（2）乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后，连接该电路继续实验时，由于电流表发生短路故障，因此只能记下两个电压表的示数，该同学利用表中的数据，以表V₁的示数U₁为横坐标、表V₂的示数U₂为纵坐标作图象，也得到一条不过原点的直线，已知直线的斜率为k，截距大小为b，则两节干电池总的电动势大小为    ，两节干电池的总内阻    （选填“可以”或“不可以”）求出．

4. 难度：中等

I．如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图a所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心，这时手轮上的示数如图b所示，图b中示数    mm．由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为    m．（计算波长结果保留二位有效数字）．

II．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表G（满偏电流3mA，内阻R_G=10Ω）
C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑动变阻器R₂（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R（990Ω）
G．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示中的a、b两个参考实验电路，
其中合理的是    ；在该电路中，为了操作方便且能准确进行测量，滑动变阻器应选    （填写器材之前的字母代号）．
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可得电池的电动势E=    V，内阻r=    Ω．

5. 难度：中等

某同学给实验室的一个多用电表更换电池时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示．
为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω）
B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R（0～100Ω，1A）
D．定值电阻R（阻值990Ω）
E．开关与导线若干
（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，请你按照电路图在丙图上完成实物连线．
（2）丁图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I₁一I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E₁=    V，内阻r₁=    Ω．（保留两位有效数字）．
（3）另一位同学也找到了一块层叠电池，利用上面的实验连接进行测量，初始时滑片在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片向左滑过一段距离X后电流表A才有读数，于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I₁、I₂与x的关系图，如图戊所示，则根据图象可知，此电池的电动势为E₂=    V，内阻为r₂=    Ω．（保留两位有效数字）