高考物理 模拟新题精选分类解析（第8期）专题13 力学实验.doc

2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第8期）专题13 力学实验1.（5分）（2013河北省保定市一模）电子所带的电荷量（元电荷e)最先是由密立根通过油滴实验测量出的，图 6是该实验装置的示意图，将两块水平放置的金属板a、b连接到电路中，板间产 生竖直向下的匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油 滴从喷口出来时由于摩擦带负电。在实验中通过调节金属板间的电压，利用显微镜 观察，找到悬浮不动的油滴。所用部分器材已在图中给出，其中e为直流电源，r 为滑动变阻器，v为电压表，s为开关，此外还有若干轻质导线。(1)在图中画线连接成实验电路图（其中是已经连接好的导线）。(2)实验时观察到某个悬浮不动的油滴半径为r，此时电压表的示数为u,金属板 a、b间的距离为d。已知油滴密度为p，重力加速度为g，空气浮力不计，则 该油滴所带的电荷量为_。（用题目中所给的物理量表示）1.答案：（1）如图。（2）dgr3解析：油滴处于静止状态，qe=mg，e=u/d，其中m=v,v=4r3/3，联立解得：q=dgr3。2（9分）（2013皖北协作区联考）某同学在阅读科普资料时发现：输液用的生理盐水电导率为0.8 s/m。他对“电导率”一词产生浓厚的兴趣，经查单位及符号表得知，“s”为电导的单位，它等于电阻单位的倒数，“m”为长度的单位。他又联想到电阻率的单位为“.m”，经单位对比后他作出一个大胆的假设：电导率一定是电阻率的倒数。为了验证他的假设，他做了如下尝试：取体积为v(m3)的输液用的生理盐水，刚好灌满伸缩性能良好的透明塑料管中（两端装有电极），形成一段粗细均匀的封闭盐水柱(长为l0.00cm、横截面约为1.00cm2)，进行如下实验：(1)他将盐水柱作为纯电阻rx，根据他的假设此段盐水柱的电阻约为_ 。现用以下器材采用伏安法测盐水柱的电阻： a.直流电源e：电动势18v，内阻很小，额定电流1a; b电流表a:量程012ma，内阻约lo； c电压表v量程015v，内阻约15k； d.滑动变阻器r：最大阻值50; e开关、导线若干。根据所给的器材，在方框内画出合理的实验电路图（图中已给出盐水柱、电源的符号）。 (2)为了较准确地测量电导率，他设计以下方案：把这段封闭的盐水柱均匀拉长（盐水柱的两端始终与电极充分接触），测得盐水柱长度l和对应的电阻rx，利用实验数据作出电阻rx与长度l2的关系图像如图所示，则盐水的电导率应为_ （用该图线的斜率k，体积v表示）。若测得电导率约为“0.8”，则说明他的假设是正确的。3（9分）（2013四川省凉山州二模）实验室有量程是03a（内阻较小）的电流表和03v（内阻很大）的电压表，电阻箱r（最大值9999），滑动变阻器r（02k），固定电阻r1=5，开关s，导线若干，欲测量某一电源的电动势e和内阻r（e略小于3v，内阻较小） （1）由于电源内阻较小，要求固定电阻r1作为等效内阻的一部分，设计电路要求误差尽量小，且便于操作，能达到这一要求的电路是 。 （2）用正确的实验电路图得到的实验数据，作出的图象是一条倾斜的直线，其纵截距为b，斜率为k，则电动势e= ，内阻r= （用b、k、r1表示）。4(11分) （2013甘肃省一诊）当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流i和电压u，得到如下表所示的数据。i(a)0.120.220.290.340.380.420.450.470.490.50u(v)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流 表、滑动变阻器(变化范围010)、电源、小灯泡、开关和导线若干。(2)在图示坐标纸上画出小灯泡的u一i曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系 。(3)如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5v，内阻是2.0的电源两端，利用上面的u-i曲线可求出小灯泡的实际功率是 w，电源效率为 。(结果保留2位有效数字)5（2013甘肃省兰州市诊断考试）某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。实验次数12345r()4.010.016.022.o28.oi(a)1.000.500.340.250.20 (a-1)1.o2.02.94.05.o (1)为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的物理量r的函数关系式 (2)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象； (3)由图象可知，该电池的动势为e= v，内阻r= ；(4)利用该实验电路测出的动动势e测和内阻r测与真实值e真和r真相比，理论上e测 e真，r测 r真(选填“”、“”或“=”)。【考的透析】本题考查的是电学实验，是新课标高考必考的实验，广大学生在备考是应加强这方面的训练。6（2013年3月山东省泰安市质检）用下列器材组成一个电路，既能测量出电池组的电动势e和内阻r，又能描绘出小灯泡的伏安特性曲线a电压表v1(量程6v，内阻很大) b电压表v2(量程3v，内阻很大)c电流表a(量程3a，内阻很小)d滑动变阻器尺(最大阻值10，额定电流4a)e小灯泡(2a，5w)f电池组(电动势e，内阻r)g开关一只，导线若干实验时，调节变阻器，多次测量，发现若电压表v1的示数变大，则电压表v2的示数变小请将实验电路图在答题纸上图甲的虚线方框中补充完整每一次操作后，同时记录电流表a、电压表v1和电压表v2的示数，组成两个坐标点(i1，u1)、(i1，u2)，标到iu坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示。则电池组的电动势e=_v，内阻r=_(结果保留两位有效数字)iu坐标中画出的两条图线在p点(2.0a，2.5v)相交，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为_7 (12分）（2013年3月福建省南平市质检）为了测量一根细且均匀的导电材料样品的内径，现提供以下实验器材：a.20等分刻度的游标卡尺b.螺旋测微器c.电流表a(量程200ma，内阻约10)d.电压表v(量程10v,内阻约5k)e.滑动变阻器r(05,额定电流2a)f.直流电源e(10v,内阻很小）g.导电材料样品z(长约2cm，电阻约40，电阻率为,截面为外方内圆的对称图形如图所示）h.开关一只，导线若干因该样品的内径太小，现有工具无法直接测量.某探究小组设计了一个间接测量该样品内径的方案。请回答下列问题：.用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其读数l=_mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a=_mm在方框中画出设计的实验电路图；并测量物理量_、_ (用符号表示）。样品的内径d=_(用已知物理量和所测得物理量的符号 表示）答案：l=20.15mm a=1.733mm 8（6分）（1）（2013年3月河南省洛阳市二模）多用表调到欧姆档时，其内部等效电路是下列的哪一个 （ ）（2）下列关于多用表的说法中正确的是 （ ） a多用表用于测电压时，要将红表笔接高电势点 b多用表用于测电压时，应将多用表串联接人电路 c多用表用于测电阻时，要调节倍率，使指针的偏角尽可能大 d多用表用于测电阻时，如将红黑表笔接错将导致测量错误9.(10分) （2013河北省名校俱乐部模拟）某同学要测量一电阻丝的电阻rx他使用了下列器材：电源e，量程合适的电流表和电压表，滑动变阻器r，电阻箱rp，开关s1,s2，导线若干.他设计的实验方案如下：实验电路图如图甲所示，连接好电路(请你帮他按电路图甲在实物图乙上连线).(2)闭合s1断开s2，调节r和rp使电表示数尽可能接近满偏,电表示数分别为i1,u1，但该同学在实验时 发现:调节rp时，两电表示数均发生明显变化,而调节r时,两电表示数均不发生变化.请你帮他分析 一下，导致这一现象的故障最可能的是_.a开关s1断路 b误将电压表串联接人电路c.电阻箱接人电路时短路或断路d.滑动变阻器接入电路时有误(3)排除故障后，保持rp阻值不变，闭合s2,调节r使电表示数尽可能接近满偏，电表示数分别为i2 u2.据公式rx=_(用两电表的示数i1,u1和i2、u2表示)可求出被测电阻的阻值.(4)误差分析:电学实验中，因为电表不是理想电表,带来了一定的系统误差,该同学设计的实验方案中，电表引起的系统误差使被测电阻r:的测量值_ (填“偏大”、“偏小”或“没有系统误差”).=。联立解得rx=。若考虑电表内阻，则有=+；=+；联立解得rx=。这说明该同学设计的实验方案没有系统误差。10.(10分）（2013东北四市联考）要用伏安法较准确地测量一约为100的定值电阻兄的阻值，除待测电阻rx外，提供的实验器材如下：电压表v (量程为10v，内阻约为lk) 两块电流表a1、a2 (量程为30ma，内阻约为3)滑动变阻器(阻值010,额定电流足够大）定值电阻r1（阻值约100)电阻箱r2 (阻值0999.9 )开关、导线若干直流电源（电动势约9v，内阻很小）由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再进行测量.(1)测量电流表a2的内阻按如图所示的电路测量a2的内阻，以下给出了实验中必要的操作：a.断开s1b.闭合s1、s2c.按图连接线路，将滑动变阻器r的滑片调至最左端，各开关均处于断开状态d.调节r2,使a1的示数为i1，记录r2的阻值e.断开s2，闭合s3f.调节滑动变阻器r使a1、a2的指针偏转适中，记录a1的示数i1请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：_.(2)将电流表a2(较小量程)改装成电流表a(较大量程）如果(i)步骤d中r2的阻值为3.6，现用电阻箱r2将a2改装成量程为90ma的电流表a，应把r2阻值调为_与a2并联，改装后电流表a的内阻ra为_。(3)利用改装后电流表a、电压表较准确地测量尽的阻值，在所提供的实物图中，部分接线已接好，请将电路接线补充完整。（4)实验中电流表a2的示数为24ma时，电压表的示数为6.84v，则rx的阻值为_。11（18分）（2013北京市西城区一模）在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻。电源甲的电动势大约为4.5v，内阻大约为1.5；电源乙的电动势大约为1.5v，内阻大约为1。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：a. 量程为3v的电压表vb. 量程为0.6a的电流表a1c. 量程为3a的电流表a2d. 阻值为4.0的定值电阻r1e. 阻值为100的定值电阻r2f. 最大阻值为10的滑动变阻器r3g. 最大阻值为100的滑动变阻器r4 （1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图1所示电路测量电源甲的电动势和内电阻。定值电阻应该选择 （填d或者e）；电流表应该选择 （填b或者c）；滑动变阻器应该选择 （填f或者g）。分别以电流表的示数i和电压表的示数u为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图2所示ui图象，u和i的单位分别为v和a，拟合公式为u=5.6i+4.4。则电源甲的电动势e = v；内阻r = （保留两位有效数字）。在测量电源甲的电动势和内电阻的实验中，产生系统误差的主要原因是 a. 电压表的分流作用b. 电压表的分压作用c. 电流表的分压作用d. 电流表的分流作用v图3定值电阻k1k2e. 定值电阻的分压作用（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图3所示电路。定值电阻应该选择 （填d或者e）。实验中，首先将k1闭合，k2断开，电压表示数为1.48v。然后将k1、k2均闭合，电压表示数为1.23v。则电源乙电动势e = v；内阻r = （小数点后保留两位小数）。12(12分）（2013福建省高中质检）某实验小组进行“探究热敏电阻 的温度特性”实验，实验室提供如下器材：热敏电阻rt(常温下约8k)、温度计、电流表ma(量程1ma，内阻约200)、电压表v (量程3v，内阻约1ok)、电池组e (4.5v,内阻约l)、滑动变阻器r（最大阻值为20)、开关s、导线若干、 烧杯和水。根据提供器材的参数将图甲所示的实物图中所缺的导线补接完整。实验开始前滑动变阻器的滑动触头p应置于_端（选填a或b)。利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻rt-t图象如图乙中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是_。（填选项前的字母，不定项选择）a.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大b.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小c.温度升高到一定值后，电流表应改为外接法将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式i2r= k ( t- - t0） (其中k是散热系数，t是电阻的温度， t0是周围环境温度，i为电流强度），电阻的温度稳定在某一值。若通过它的电流恒为 50ma, t0 =20.，k=0.25w/,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在_。答案：实物图连线如图。a ac4813(2013北京市海淀区模拟)某同学欲采用下列器材研究一个额定电压为2.5v的小灯泡的伏安特性曲线。 a直流电源（3v，内阻不计）；b电流表（03a，内阻约0.03）；c电流表（00.6a，内阻约0.13）；d电压表（03v，内阻约3k）；e电压表（015v，内阻约15k）；f滑动变阻器（020，额定电流2a）；g滑动变阻器（01000，额定电流0.5a）h开关、导线等；为减小测量误差，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填代号）该同学选择安培表外接，且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些。请在图7虚线框中画出正确的实验电路图。闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑片的位置，在下表中记录与之对应的电流表的示数i、电压表的示数u。其中某组电流表、电压表的示数如图8所示。请把图8中电流表、电压表示