2011年9月理科综合物理实验（二）（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

I．在“长度的测量”实验中，调整卡尺两测脚间距离，主尺和游标的位置如图1所示．
此时卡尺两测脚间狭缝宽度为______ mm；若要狭缝宽度调到0.20mm，应使游标上第______条刻度线与主尺上表示______ mm的刻度线重合．
II．在把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流I_g=200μA，内阻R_g估计在400Ω到600Ω之间．
（1）按图2测定电流表G的内阻R_g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：
A．滑动变阻器（阻值范围0-200Ω）
B．滑动变阻器（阻值范围0-1750Ω）
C．电阻箱（阻值范围0-999Ω）
D．电阻箱（阻值范围0-99999Ω）
E．电源（电动势6V，内阻0.3Ω）
F．电源（电动势12V，内阻0.6Ω）
按实验要求，电路图中的R最好选用______，R’最好选用______，E最好选用______．（填入选用器材的字母代号）
（2）假定由上述步骤已测出电流表内阻R_g=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为______V．
（3）图3是测定未知电阻R_x的电路图，图4是电路中所需要的器材（虚线框内为上述已改装好的电压表），请按电路图画出连线，将所示器材接成实验电路．
（4）测量时，电流表的读数为0.20A，而改装后的电压表的表头读数如图5所示，那么R_x的阻值等于______Ω．

2. 难度：中等

（1）为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数p，两位同学分别设计了如图1所示甲、乙的实验方案．
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案______更合理．
②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N．当A被拉动时，弹簧测力计a示数为6.0N，b示数为11.0N，c示数为4.0N，则A、B间的动摩擦因数为______．
（2）甲同学采用如图2所示的电路测定电源的电动势和内电阻．实验室提供的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、多用电表、滑动变阻器R、电源、电键s、导线及若干个定值电阻．
①连好电路后．当该同学闭合电键s，发现电流表的示数为0，电压表的示数不为0．检查各接线柱均未接错，接触良好．且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd时，示数与电压表的示数相同，由此可推断故障是______．
②排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示．并根据数据在空白的坐标纸上，作出图3所示的U-I图线，该图存在多处不妥之处，请指出．（能指出两处不妥之处的该小题得满分）．

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.87	2.85	2.77	2.75	2.70

______、______
③为了在实验中保护电流表和调节电阻时电流表、电压表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图4所示的电路，丙图中电阻R应选取下列备选电阻______（用字母表示）．
    A．1Ω    B．5Ω    C．10Ω   D．20Ω
若乙同学用图丙的实验电路进行实验，只测得两组数据为I₁、U₁、I₂、U₂．则该电源内电阻r=______（请用物理量的字母表示）

3. 难度：中等

I．某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置．
（1）通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，若双缝的缝间距离为a，则双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则光的波长．该同学测的L=1.0000m，双缝间距a=0.220mm，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距时，尺与点的中心位置如图乙所示．图乙中第一个光点到第四个光点的距离是______mm．实验中激光的波长λ=______m（保留两位有效数字）
（2）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将______．（变大、变小、不变）
II．现要测量电流表G₁的内阻，给出下列器材：电流表G₁（量程5mA，内阻r₁约为150Ω左右），电流表G₂（量程10mA，内阻r₂约为100Ω左右）定值电阻R₁=100Ω、定值电阻R₂=10Ω滑动变阻器R₃（0～200Ω）干电E（1.5V，内阻未知）单刀单掷开关S导线若干
①定值电阻选______；
②在图丙方框中画出实验电路设计图，并标明所用器材的代号；
③若选测量数据中的一组来计算r₁，所用的表达r₁=______，式中各符号的意义是：______．

4. 难度：中等

I．有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡-时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力T_OA、T_OB和T_OC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是______
A．钩码的个数N₁=N₂=2，N₃=4
B．钩码的个数N₁=N₃=3，N₂=4
C．钩码的个数N₁=N₂=N₃=4
D．钩码的个数N₁=3，N₂=4，N₃=5
（2）在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：
______；
______；
______．
II．有两组同学进行了如下实验：
（1）甲组同学器材有：电源，滑动变阻器，电流表A₁（0-200mA，内阻约11Ω），电流表A₂（0-300mA，内阻约8Ω，定值电阻R₁=24Ω，R₂=12Ω，开关一个，导线若干．为了测量A₁的内阻，该组同学共设计了下图中A、B、C、D四套方案：

其中最佳的方案是______套，若用此方案测得A₁、A₂示数分别为180mA和270mA，则A₁的内阻为______Ω．
（2）乙组同学将甲组同学的电流表A₁拿过来，再加上电阻箱R（最大阻值9.9Ω），定值电阻R=6.0Ω，一个开关和若干导线用来测量一个电源（电动势E约为6.2V，内阻r约为2.1Ω）的电动势及内阻．请在图2方框中画出设计电路图．
若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A₁示数的倒数，得到多组数据后描点作出R-图线如图2所示，则该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（结果保留两位有效数字）

5. 难度：中等

I．利用图（a）实验可粗略测量人吹气产生的压强．两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l．然后多次改x，测出对应l，画l²-x关系图线，如图（b）所示，并由此得出相应的斜k．
（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速 v=______