2011年4月理科综合物理实验试卷（一）（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如下实验：
（1）他的操作步骤是：
①安装好实验装置如图．
②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上．
④先接通打点计时器的电源，后释放小车，打出一条纸带．
（2）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：（g=9.8m/s²）
①第一个点到第N个点的距离为40.00cm．
②打下第N点时小车的速度大小为1.20m/s．该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，算出从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功为______J，小车动能的增量为______J（计算结果保留三位有效数字）．
（3）此次实验探究结果的误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了某些产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是：①______，②______．

2. 难度：中等

二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流人时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．
（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线．因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻．其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小．然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断______（选填“左”、“右”）端为二极管的正极．
（2）厂家提供的伏安特性曲线如下图，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：
A．直流电源E：电动势3V，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R：0～20Ω
C．电压表V-：量程5V、内阻约50kΩ
D．电压表V：：量程3V、内阻约20kΩ
E．电流表A：量程0.6A、内阻约0.5Ω
F．电流表mA：量程50mA、内阻约5Ω
G．待测二极管D
H．单刀单掷开关S，导线若干
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用______，电流表应选用______（填序号字母）．
（3）为了达到测量目的，请在答题卡上画出正确的实验电路原理图
（4）为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：______．

3. 难度：中等

某学生骑着自行车（可视为质点）从倾角为θ=37°的斜坡AB滑下，然后在水平地面BC上滑行一段距离后停下，整个过程中该学生始终未蹬脚踏板，如图甲所示．自行车后架上固定一个装有墨水的容器，该容器距地面很近，每隔相等时间T滴下一滴墨水．该学生用最小刻度为cm的卷尺测得某次滑行数据如图乙所示．假定人与车这一整体在运动过程中所受阻力大小恒定．己知人和自行车总质量m=80kg，g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．则T=______s，人与车在斜坡AB上运动时加速度大小a₁=______m/s²，在水平地面运动时加速度大小a₂=______m/s²．

4. 难度：中等

甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻R_x的阻值，电流表mA◯（量程0～5mA，内阻约10Ω），电压表V◯（量程0～3V，内阻约3000Ω），最大阻值为1700Ω的滑动变阻器，电源E（电动势约为3V），开关S、导线若干．两人将其测量数据绘成U-I，图象后如图1甲和图1乙所示．

（1）由图甲得R_x=______Ω；由图乙得R_x=______Ω．（结果保留三位有效数字）
（2）在下面方框图2中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定______同学测量结果较为准确．

5. 难度：中等

（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是______．
A．游标卡尺  B．秒表  C．坐标纸  D．天平  E．弹簧秤  F．重垂线
实验中，下列说法正确的是______
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
（2）有一待测电阻R_x，甲、乙两同学分别采用了不同的方法进行测量

①甲同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测量，则读数为______Ω．
②乙同学则利用实验室里的下列器材：
电流表G（量程0～300µA，内电阻r=100Ω）
滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω，允许的最大电流为1A）
变阻箱R₂（阻值范围0-9999Ω，允许的最大电流为0.1A）
直流电源E（电动势约为1.5V，内阻不计）
单刀单掷开关、单刀双掷开关及若干导线
设计了如图2甲所示电路进行测量．请根据电路图，在图2乙中画出连线，将器材连接成实验电路．并将接线后的主要实验步骤填写完整．
A、先闭合开关s₁，将开关s₂掷向a，再调节滑动变阻器R₁，使电流表的示数为300µA；
B、______，调节电阻箱R₂的阻值，使电流表的示数为150µA，记录电阻箱R₂的读数．若电阻箱R₂的读数为2180Ω，则电阻R_x=______Ω