第十一章 实验——名校模拟题.doc

第十一章 广东名校题组——实验
一、力学实验
1．（2010湛江二中月考34） 某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．
根据已有的数据，计算打A纸带时，物体的加速度大小是 m/s2；打下1点时的速度大小 m/s ； 在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是 ．
3.00cm
6.11cm
A
0
1
2
9.43cm
甲
4
5
12.31cm
乙
4
5
16.32cm
丙
4
5
34（1）题图

答案：3.11m/s2，0.46m/s，丙．
解析： 对A纸带：，；由得，s5=15.44cm，可知属于纸带A 一段纸带的是丙．

2．（2010廉江中学月考34） 如图甲所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将该位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录为F1、F2，并用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，分别将其与O点连接，表示两力的方向．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向．

(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是
．
(2)这位同学在实验中确定分力方向时，图8甲所示的a点标记得不妥，其原因是 ．
(3)图乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中 是F1和F2合力的实际测量值．
答案：(1)与F1、F2共同作用的效果相同；(2)O、a两点太近，误差大；(3)F ．
解析：（1）要是分力和合力效果相同，两次分别拉橡皮筋时，要使结点在同一位置；（2）O、a两点太近时，确定分力方向时误差大些，应当适当远点；（3）用平行四边形定则做出来的对角线是理论上的合力，即理论值，那么F为两分力的实际值．
3．（2010江门一中月考11） 在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图乙所示：一质量为M=0.14kg的木块放在水平长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为m=0.01kg．木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动．图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些的点，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm．根据给以上数据求：（g=9.8m/s2）
（1）木块的加速度a = m/s2．（结果保留两位有效数字）
（2）细线对木块的实际拉力T= N ．
（3）要做好本实验，需要注意的事项有哪些？（列举两项） ，

．
答案：（1）0.64，（2），（3）实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑，木块的质量应远大于重物的质量．
解析：（1）加速度由公式求得；（2）拉力由T=ma求得；（2）本实验必须满足两项要求是：平衡摩擦力，使绳的拉力为木块所受的合力，应将木板的右端垫高，使木块能沿木板向下匀速滑动；木块的质量远大于重物的质量．
4．（2010届广东省纪中、珠海一中等六校联考12） 测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：
A．实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；
B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．
请回答下列问题：
(1)滑块做匀速直线运动时，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是 ；
(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于 ；
(3)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O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间的距离，并计算出它们与O点之间的速度平方差：，填入下表：

以为纵坐标，以s为横坐标在方格纸中作出图象．若测出滑块质量为0.2kg，结合图象可求得滑块所受合外力的大小为 N．
答案：（1）间距均匀（或等间距）；（2）钩码的重力大小；（3）0.25．
解析：（1）滑块匀速运动时，打出的点迹间隔均匀；（2）滑块匀速运动时，合外力等于零，细绳对滑块所施加的拉力大小等于钩码的重力，取下细绳和钩码，滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块所受的合力大小就等于钩码的重力；（3）滑块下滑时，Fs=mv2-mv02，可得，其中为比例系数，对应于图象中图线的斜率，由图线可知斜率为，即，将m=0.2kg代入可求得F=0.25N．

5．（广东省四会市2010届月考34） (1)一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm．用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是 cm．

0123456789
01234567890
cm

5
1
2
9cm

（2）①如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在
图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是
②在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：
(A)平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
(B)调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M．请问：以上哪一个措施中有何重大错误?
答：______________________________________________________________
③图乙是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，结合图乙给出的数据，求出小车运动加速度的大小为________________m/s2，并求出纸带中P点瞬时速度大小为_____________m/s（计算结果均保留2位有效数字）
cm

5．答案：（1）4.120；（2）①主要错误是：A.长木板右端未垫高以平衡摩擦力；B.电源应改用6V交流电源；C.牵引小车的细线没有与木板不行；D. 开始实验时，小车离打点计时器太远．②(A)中平衡摩擦力时，不能在小桶的拉动下使小车带动纸带一起做匀速直线运动；应让小车自身平衡摩擦力即可．③4.0；2.6．
解析：（1）略；（2）①有几处明显的错误A.长木板右端未垫高以平衡摩擦力；B.电源应改用6V交流电源；C.牵引小车的细线没有与木板不行；D. 开始实验时，小车离打点计时器太远．②最明显的错主是：在平衡摩擦时要将小桶取下来，平衡小车运动过程中受到的摩擦力；③加速度由公式来求，此时公式中的T=0.04s，所以
；P点的运动速度：．
6．（2010年广州市高三年级调研测试理科综合34（1）） 如下图（1）-a所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．
（1）-a
x/cm
F/N
0
1
2
3
4
5
2
4
6
8
（1）-b

①为完成实验，还需要的实验器材有： ．
②实验中需要测量的物理量有： ．
③图（1）-b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m．图线不过原点的原因是由于 ．
答案：①刻度尺；②弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）；③200N/m；弹簧有自重．
解析：①弹簧的原长能及伸长要用刻度尺来测量，把在还需要刻度尺；②实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）；③图线的斜率为弹簧的劲度系数，由图可得，图中还没挂钩码时弹簧有伸长，原因是弹簧有自重．
二、电学实验
7．（2010年广州市高三年级调研测试理科综合34（2）） 某同学用如下图（2）-a所示的电路来测定电池的电动势和内阻．
U/V
I/A
1.37
0.12
1.32
0.20
1.24
0.31
1.10
0.50
1.05
0.57

1
2
3
4
5
A
V
P
S
E r
（2）-a
U/V
I/A
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
（2）-b
1.0
0.8

①移动滑线变阻器的滑动片应特别注意防止 ．
②该同学测得如下表的五组数据．根据数据在答题卡中的图34-（b）中作出I-U图线，从图线中得到电源的电动势E = V，内电阻r = Ω．（结果保留三位有效数字）
U/V
I/A
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
34-（b）
1.0
0.8
答案：①短路(或不要将电流调得过大) ；②图线如右图 1.46，0.73．
解析：①这了保护电流表，移动滑线变阻器时应特别注意短路(或不要将电流调得过大) ；②先将实验数据在坐标中描出点来，再用一直线将这些点连接，让各点尽可能在直线上或均匀分布在直线两侧，图线如右图所示， 和纵轴交点为电源电动势，可得E=1.46V，直线斜率的大小等于电源内电阻，．
8．（广东省增城中学2010届高三第四次综合测试34Ⅱ） 标有“6V，1.5W”的小灯泡，测量其0—6V各不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：
A．直流电源 6V（内阻不计）
B．直流电流表0-3A（内阻0.1Ω以下）
C．直流电流表0-300mA（内阻约为5Ω）
D．直流电压表0-15V（内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器10Ω，2A
F．滑动变阻器1kΩ，0.5A
（1）实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ．（序号表示）
（2）在虚线方框图中画出电路图
答案：(1)小灯泡的额定电流为：
，所以电流表选C；因为本实验要测很多组数据而且要求电压从零开始变化，所以电滑动变阻器要用分压方式接入电路，应选取用阻值小的E；(2)按照本实验的要求：电流表外接法，分压电路，设计的电路图如右图所示．
9．（广东省六所名校2010届高三第三次联考34⑵） 在“测电池的电动势和内阻”的实验中，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验．器材：待测干电池E，量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），滑动变阻器R1（0 ~ 10Ω），滑动变阻器R2（0 ~ 200Ω），开关S ．

①为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填R1或 R2）．
②实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图．图中部分电路已连接，不能更改．
③该同学根据实验所记录的数据，画出的U-I图像，通过分析可知，其中_______（填a或b）图线是表示电压表V示数随电流表A示数变化关系．
④根据图像求得电动势E= V，内阻r= Ω（均保留2位有效数字）．
答案：① R1；②图略；③ b；④ 1.5V，r=0.62Ω或0.63Ω．
解析：①电流表量程为0.6A，为了使电流表示数变化方便调节，所以滑动变阻器R1；②图略；③由E=U＋Ir得：U=E－Ir，b图线是表示电压表V示数随电流表A示数变化关系；④由b图线可求得E=1.5V，r=或0.63Ω．
10．（广东省六校联合体2010届高三12月联考34（2））要测定某电源的电动势和内电阻，以下提供的器材有：
Ａ．待测电源E（E约为2V，r约为1Ω）
Ｂ．电流表A1（量程为0.6A，RA1=3Ω）
Ｃ．电流表A2（量程为0.3A，RA2约为5Ω）
Ｄ．电阻箱R（0~99Ω）
Ｅ．开关S1、S2 Ｆ．导线若干
(I)有一组同学按如右电路图进行如下实验：
①闭合开关S1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R及对应的电流表A1的示数I；
②把电流换算成倒数，和电阻箱阻值R一起填入如下的表格中．

R/Ω
1
2
3
4
5
6
/ A-1
2.5
3.0
3.6
4.0
4.5
5.0

③请把表格的数据在方格纸中作出－R图象；
④由－R图象求出：电源的电动势E＝　　V，内电阻r＝　Ω．
　　(Ⅱ)（6分）有另一组同学采用两个电流表和两个开关测定本电源的电动势和内电阻．
　　①请从提供的实验器材中选择合适的两个电流表分别填入右边实验电路图的圆框中．
　　②闭合开关S1，断开S2，读出电流表　　　的示数为I1；
③再闭合开关S2，读出该支路电流表的示数为I2及原先支路电流表的示数为I1′；
④由此可得到电源电动势的表达式E＝　　　．

答案：(I)③作出－R图象；④2.0，1.0；(Ⅱ)如右图所示；②A1；④

解析：(I)③先将表中数据描在图上再作出－R图象，如下图所示；④由公式E=I（R+r）可得：，其中为图线的斜率，，求得：E=2.0，而为直线在纵轴上的截距，=2.0，可求得r=1.0Ω；(Ⅱ)A1量程大，A2量程小，两表所放的位置如右图所示；②闭合开关S1，断开S2，只有A1有读数，读数为I1；④闭合开关S1，断开S2时，E=I1（RA1+r）；再闭合开关S2，读出该支路电流表的示数为I2及原先支路电流表的示数为I1′，此时E= I1′RA1+（I2+ I1′）r，两式解得：E=．

11．（广东省肇庆市2010届高三上学期期末统一检测（理综）34（2））

答案：
解析：实验开始时滑动变阻器调到b，当S2接通通时，电流表中无示数，实验中慢慢调滑动片P，可以保证电路安全；实验前电阻箱Rs先调到最大，确保通时电电阻箱的安全．实验时，先闭合S1，再将S2接在1端，慢慢调节P的位置，使电流表有适当读数（大于1/2Ig），然后再将S2接到2端，慢慢调节电阻箱Rs（P位置不变），使电流表的示数和刚才相同，记下电阻箱的读数，即为Rx的阻值．实验步骤为CAFBEGD．
12．（2009-2010江门市高三理科综合调研物理试题（Ⅱ）)要测量某导电材料棒的电阻．
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×100）粗测其电阻，指针位置如图（a）所示，其读数为 Ω．
（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A．电流表: 量程为0-5mA-25mA，5mA内阻约为10Ω，25mA内阻约为2Ω
B．电压表: 量程为0-3V-15V，3V内阻约为7.2kΩ，15V内阻约为36kΩ
C．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
D．低压直流电源：电压4V，内阻可以忽略
F．电键K，导线若干
按提供的器材，要求测量误差尽可能小，在下面实物图（b）上连接正确的实验电路．

VA
15
3
3

mA
5
25
图（b）

图（a）

4
1
0
I/mA
U/V
2
3
4
2
1
3
图（c）
（3）根据实验的测量数据在坐标系中描点，如图(c)所示．
①请在图(c)中作出该导电材料棒的伏安特性曲线，则其阻值为 Ω．
②试比较该阻值和使用多用电表欧姆档测量阻值的差异，则产生该差异的主要原因可能是 ．

答案：（Ⅱ）（1） 或900Ω；（2）见解析；（3）①特性曲线见解析，800Ω（780Ω-820Ω均给分）；②使用多用电表欧姆档测量时没调零或使用伏安法测量时电流表外接．
解析：（Ⅱ）（1）从最顶上的刻度线读出数字9.0，再乘以倍率100得900Ω，或写为
（2）如下图．

mA
5
25

VA
15
3
3
图b

4
1
0
I/mA
U/V
2
3
4
2
1
3
图（c）

（3）①将尽可能多的点画在同一直线上，其中的一个较远的点舍去，可得特性曲线如上图所示，图线的斜率为电阻值，求得R=800Ω（780Ω-820Ω均给分）；②可能的原因有：使用多用电表欧姆档测量时，没有欧姆调零．或使用伏安法测量时电流表外接等．