2011年山东省潍坊市高考专项训练：实验部分（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

（1）在某一力学实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔是T．测出纸带各计数点之间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄，为了使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a=______；打下C点时的速度v_C=______．
（2）在“测定某电阻丝的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，如图2所示，则电阻丝的直径是______ mm．
②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值，已知此电阻丝的阻值约为20kΩ．
下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是______（填写相应的字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，而后断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的“×1k”挡
d．旋转选择开关，使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值，实验室提供下列可供选用的器材：
电压表V（量3V，内阻约50kΩ）
电流表A₁（量程200 μA，内阻约200Ω）
电流表A₂（量程5mA，内阻约20Ω）
电流表A₃（量程0.6A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（最大值500Ω）
电源E（电动势4.5V，内阻约0.2Ω）
开关S导线
a．在所提供的电流表中应选用______（填字母代号）．
b．在虚线框中画出测电阻的实验电路．
④根据测得的电阻丝的长度、直径和阻值，即可求出该电阻丝的电阻率．

2. 难度：中等

为了测量某电池的电动势E（约为3V）和内阻r，可供选择的器材如下：
A．电流表G₁（2mA 100Ω）
B．电流表G₂（1mA 内阻未知）
C．电阻箱R₁（0～999.9Ω）
D．电阻箱R₂（0～9999Ω）
E．滑动变阻器R₃（0～10Ω 1A）
F．滑动变阻器R₄（0～1 000Ω 10mA）
G．定值电阻R（800Ω 0.1A）
H．待测电池
I．导线、电键若干
（1）采用如图1所示的电路，测定电流表G₂的内阻，得到电流表G₁的示数I₁、电流表G₂的示数I₂如下表所示：

I1（mA）	0.40	0.81	1.20	1.59	2.00
I2（mA）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根据测量数据，请在图2坐标中描点作出I₁-I₂图线．由图得到电流表G₂的内阻等于______Ω．
（2）在现有器材的条件下，测量该电池的电动势和内阻，采用如图3所示的电路，图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中______，电阻箱②选______（均填写器材代号）．
（3）根据图3所示电路，请在图4中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

3. 难度：中等

（1）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图1所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好．
①合上开关后，若电压表的示数为2V，电流表的指针有微小偏转，小灯泡不亮，则一定断路的导线为______．
②合上开关后，若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为______．
③请在下面的虚线框内画出实验原理图

（2）某实验小组利用如图8甲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．图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为d=______ cm；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=1.2×10^-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为______ m/s．在本实验中，为了验证系统的机械能是否守恒，需要测量的物理量除了钩码的质量外，还需要测量______和______．

4. 难度：中等

（1）用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图1甲所示．该金属丝的直径是______ mm；用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如图乙所示，则该工件的长度是______ cm．

（2）在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图2所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．
①当M与m的大小关系满足______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；
②在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图3所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是______ m/s²．当打点计时器打D点时小车的速度是______ m/s；（计算结果小数点后保留两位数字）
③小张同学用同一装置做实验，他们俩在同一坐标纸上画出了a-F关系图，如图4所示，小张和小王同学做实验，哪一个物理量是不同的______．
（3）某同学在做测定小灯泡功率的实验中，得到如下一组数据：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.60	3.00
I/A	0.02	0.06	0.10	0.14	0.17	0.19	0.20	0.21
灯泡发光情况	不亮		低亮		逐渐变亮		正常发光

①从表中数据可以看出：当功率逐渐增大时，灯丝的电阻变化情况是______；这表明该导体的电阻随温度的升高而______．
若该同学在实验中选用的器材如下：
A．待测小灯泡一个
B．E=6V的直流电源（内阻很小）一个
C．最大阻值为10Ω的滑动变阻器一个
D．量程为300mA的电流表（内阻约为1Ω）一只
E．量程为3V的电压表（内阻约为10kΩ）一只
F．导线若干，开关一只
②请你通过对该同学测量数据的分析和给出的器材，在图5的虚线框中画出合理的实验电路图．

5. 难度：中等

某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差△v²=v²-v²，然后在背景方格纸中建立△v²～x坐标系，并根据上述数据进行如图2所示的描点，若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为______ N．
（2）若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是______．

6. 难度：中等

Ⅰ．下列有关高中物理实验的说法中不正确的是______：
A．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法
B．电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电
C．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，可求出任意两个计数点之间的平均速度
D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
Ⅱ．（1）为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图16所示图象．从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是______．这两根弹簧的劲度系数分别为______ N/m和______ N/m．若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧秤______．
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是______：
A．要用天平称重锤质量
B．选用质量大的重锤可减小实验误差
C．为使实验结果准确，应选择1、2两点间距离接近2mm的纸带进行分析
D．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少．

7. 难度：中等

某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：
（1）当地的重力加速度是多少？
（2）如何测定物体下落过程中某一位置的速度？
（3）下落过程中机械能是否守恒？
此同学依据这些问题设计了如下实验方案：
如图17甲所示，将打点计时器（频率为f ）固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示．在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出．
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需______（填字母代号）中的器材．
A．交流电源、天平及毫米刻度尺
B．交流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、毫米刻度尺及砝码
D．交流电源、天平及砝码
②计算当地重力加速度g=______．（用f、s₂、s₅表示）
③为了提高实验的准确程度，该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做v-t图象外，还可作______图象，其纵轴表示的是______，横轴表示的是______．
④如图乙所示，打计数点5时重物的速度v₅=______．（用f、s₃、s₄、s₅表示）
⑤该同学选择打计数点5时重物所在的位置为重力势能的零势能点后，若验证从计数点1至计数点5两点间重物的机械能守恒，其表达式为______．

8. 难度：中等

某同学利用如图所示的实验装置探究测量重力加速度大小．
（1）该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①______；②______．
（2）该同学经修改错误并正确操作后得到如图2所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式v_E=______；该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方（v²）与对应重物下落的距离（h）的关系如图3所示，则重力加速度g=______m/s²．

9. 难度：中等

（1）某变压器不能拆解，课外活动小组准备用下列器材测定其原线圈使用的铜丝长度：多用电表、电流表（0～0.6～3A）、电压表（0～3～15V）、开关、滑动变阻器（0～5Ω）、导线、干电池等．

①用螺旋测微器、多用电表的欧姆“×1”挡分别测量铜丝的直径、阻值，结果如图1、2所示，则铜丝的直径为______ mm、电阻约为______Ω；
②请在下面虚框中画出测量铜丝电阻的实验原理图，并在下面实物图3中补画出未连接的导线．
（2）（10分）某同学安装如图甲的实验装置，探究合外力做功与物体动能变化的关系．
①此实验中，应当是让重物做______运动，______（“需要”、“不需要”）测出重物的质量；
②打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v_B=______ m/s，若再求得D点对应的速度为v_D，测出重物下落的高度为h_BD，则还应计算______与______大小是否相等（填字母表达式）；
③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是______；研究纸带时存在的问题是______，实验误差可能较大．