2011年4月理科综合物理实验试卷（二）（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

I．为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁．G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l．G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁．△t₂都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：______．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______．
A．m₁=5g    B． m₂=15g
C．m₃=40g    D．m₄=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
______

 

2S(

1

△t

2 2

-

1

△t

2 1

)

2. 难度：中等

I．一矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题．]
（1）用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为990.8mm，用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图1所示，摆球的直径为______mm．
（2）把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间，秒表读数如图2所示，读出所经历的时间，单摆的周期为______s．
（3）测得当地的重力加速度为______m/s²．（保留3位有效数字）
II．一块电流表的内阻大约是几百欧，某同学用如图3电路测量其内阻和满偏电流，部分实验步骤如下：
①选择器材：两个电阻箱、2节干电池（每节电动势为1.5V，内阻不计）、2个单刀单掷开关和若干导线；
②按如图3所示的电路图连接好器材，断开开关S₁、S₂，将电阻箱1的电阻调至最大；
③闭合开关S₁，调节电阻箱1，并同时观察电流表指针，当指针处于满偏刻度时，读取电阻箱1的阻值为500Ω；
④保持电阻箱1的电阻不变，再闭合开关S₂，只调节电阻箱2，并同时观测电流表指针，当指针处于半偏刻度时，读取电阻箱2的阻值为250Ω．
通过分析与计算可知：
（1）电流表内阻的测量值 R_A=______；电流表的满偏电流值 I_g=______；
（2）该同学发现电流表满偏刻度的标称值为“3A”，与测量值完全不符．于是将一个电阻箱与电流表并联进行改装，使改装后的电流表量程与满偏刻度的标称值相符，则改装后的电流表的内阻=_______．

3. 难度：中等

I．某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t．
（1）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、______和______（用文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较______和______在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
II．某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小）、电压表、特测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．
（1）若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在答题纸对应图2中用笔连线画出实物连接图．
（2）实验的主要步骤：
a正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
b在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录______和______，断开开关；
c重复第b步操作若干次，测得多组数据．
（3）实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图3的R-t关系图线，请根据图线写出该元件的R-t关系式：R=______．
（4）由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏______．
（5）如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65mA，但没有合适的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压？______．（填序号）
A．电压表V₁：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R₁=6kΩ
B．电压表V₂：量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R₂=10kΩ
C．电压表V₃：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R₃=1kΩ

4. 难度：中等

I．为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁、△t₂都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：______．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______．
A．m₁=5g    B． m₂=15g    C．m₃=40g    D．m₄=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：______

2

-

1

△

t

2 1

)

5. 难度：中等

I．①某同学用50分度游标卡尺测量某个物体的长度L时，观察到游标卡尺上最后一个刻度刚好与主尺上的6.2cm刻度线对齐，则被测量的物体长度L=______cm．此时游标卡尺上的第30条刻度线所对应的主尺刻度值为______cm．
②用螺旋测微器测量导线的直径，如图1所示，直径测量值d=______mm．
II．我们知道：小灯泡的电阻随通电电流的增加而非线性地增大．现要测定当一个小灯泡的电阻等于已知电阻R时，通过它的电流强度．选用的实验器材有：
A．待测小灯泡R_L：标称值2.5V、0.3A
B．直流电源E：电动势约6V
C．滑动变阻器R′：标称值50Ω、1.5A
D．微安表μA
：量程0～200μA、内阻500Ω
E．已知定值电阻：R=6Ω
F．三个可供选用的电阻：R₁=160Ω、R₂=3kΩ、R₃=100kΩ
G．一个单刀单掷开关S₁、一个单刀双掷开关S₂、导线若干
如图乙，利用三个可供电阻中的一个或几个，将微安表μA改装成一个量程略大于2.5V的伏特表，将改装表的电路图画在图甲的方框内，此伏特表V的量程是______V（本问的结果取两位有效数字）
②现利用改装好的伏特表V和选用的器材设计如图乙所示的电路，来测量通过小灯泡的电流强度，请在图丙的实物图上连线
③将滑动变阻器R′的触头置于最右端，闭合S₁．S₂先接a，测得定值电阻R两端的电压U，再改接b，测得小灯泡R_L两端的电压U_L．若U_L≠U，则需反复调节R′，直到S₂接a和b时，定值电阻R两端电压U′=U′_L．若测得此时伏特表V的示数为1.5V，则通过小灯泡的电流强度为______A．