2011年8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．在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数．已知铁块A的质量m_A=1kg，金属板B的质量m_B=0.5kg．用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的摩擦力F_f=______N，A、B间的动摩擦因数μ=______．（g取10m/s²）．该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F=______N
II．在电流表扩大量程的实验中，要将量程为200 μA的电流表G改装成量程为0.2A的电流表，需先用如图1所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻R_g．
（1）在测量R_g的实验中，滑动变阻器有如下的规格供选择：
A．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）
B．滑动变阻器（阻值范围0～1500Ω）为了便于实验的调节操作，减小误差，滑动变阻器R_滑应选用______．（填入选用器材的字母代号）
（2）当电阻箱的阻值为R₁时，调节滑动变阻器滑动头P的位置，使 电流表G满偏；保持滑动头P的位置不动，调整电阻箱接入电路的阻值，当电阻箱的阻值为R₂时，电流表G恰好半偏．则电流表G的内电阻R_g=______．
（3）若测得R_g=500Ω，为完成上述改装，需要用一个约为______Ω的电阻与电流表并联．
（4）用改装成的电流表，按图2所示的电路测量未知电阻R_x．若量未知电阻R_x时，电压表的示数为1.2V，而改装后的电流表的表头（刻度盘仍为原电流表的刻度）示数如图3所示，那么R_x的测量值为______Ω
（5）如果测量与操作均正确，那么R_x的测量值将______（选填“大于”或“小于”）R_x的真实值．

2. 难度：中等

I．用油膜法估测分子的大小．
实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸（最小正方形边长为lcm）．则
（1）下面给出的实验步骤中，正确排序应为______（填序号）为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤D
A．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
B．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下滴入lml油酸酒精溶液的滴数N
C．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴
D．______
（2）利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为______
II．现有一块灵敏电流表A₁，量程为200 μA，内阻R₁约l000Ω，吴丽同学要精确测定其内阻，实验室提供的器材有：
电流表A₂量程lmA，内阻R₂=50Ω电压表V    量程3V，内阻R_V约3kΩ滑动变阻器R    阻值范围0-20Ω定值电阻R阻值为100Ω
电源E    电动势约4.5V，内阻很小单刀单掷开关S一个，导线若干
（1）吴丽同学使用上述全部器材，设计便于多次测量的实验电路，并保证各电表示数均超过其量程的但又不超量程，请将设计的电路图画在方框中．
（2）任选一组测量数据，用符号表示A₁的内阻R₁=______，并说明各符号的物理意义______．

3. 难度：中等

I．已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2π，
其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，m是
振子的质量，衡水市滏阳中学的同学以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置（如图1所示），图中S是光滑水平面，L是轻质弹簧，Q是带夹子的金属盒；P是固定于盒上的遮光片，利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率．
（1）为了进行多次实验，实验时应配备一定数量的______，将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量．
（2）通过实验该同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据，他想利用函数图象处理这些数据，若以振子质量m为直角坐标系的横坐标，则为了简便地绘制函数图象，较准确地求得k，应以______为直角坐标系的纵坐标．
（3）若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量考虑在内，振动频率f的数据记录准确，则能否利用现有的这些数据结合上述图象，准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k？若能，请写出求得k的推导过程及最后表达式．
II．（8分）衡水中学的同学们在实验室里熟悉各种仪器的使用．其中探究意识很强的一名同学将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象

（1）在图象记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是______．
（2）圆盘匀速转动时的周期是______s．
（3）该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈，当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测______
A．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化．
B．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化．
C．在t=0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值．
D．在t=0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值．

4. 难度：中等

I．测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）．器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R′，电键K，导线若干．
①画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．
②实验中，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则可求出E=______，r=______．（用I₁、I₂、U₁、U₂及R表示）
II．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
①从图中读出金属丝的直径为______mm．
②在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
B．电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
C．电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
D．电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
E．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
G．开关、导线等．
③尽可能提高测量的精度，则在可供选择的器材中，应该选用的电流表是______，应该选用的滑动变阻器是______．
④根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
⑤若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为______Ω•m．（保留一位有效数字）

5. 难度：中等

I． 如图1所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
①下列说法中不符合本实验要求的是______．（选填选项前面的字母）
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时末端必须水平

D．需要的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为、和．已知入射球的质量为m₁，靶球的量为m₂，则需验证的以上各量间的关系式是______OP=m₁

.

OM

+m₂

.

ON