专题七 基本实验与设计型实验.doc

专题检测(七) (时间90分钟，满分100分)1(2009海南)(8分)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图1中的示数，该金属圆片的直径的测量值为_ cm，厚度的测量值为_ mm.解析20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm.故金属圆片的直径为1.2 cm80.005 cm1.240 cm.螺旋测微器的精确度为0.01 mm，故厚度测量值为1.5 mm18.30.01 mm1.683 mm.答案1.2401.6832(2010河南郑州模拟)(8分)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，测得AC长为14.56 cm，BD长为19.72 cm，则小车运动的加速度大小为_ m/s2，经过D点时小车的瞬时速度大小为_ m/s.(保留三位有效数字)解析由题图知，BC为公共的部分，则有sBDsACsCDsAB2aT2，得到a2.58 (m/s2)由vB0.728(m/s)，vC0.986(m/s)，而vC，则有vD2vCvB1.24 m/s.答案2.581.243(2008宁夏理综)(10分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图3，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点(1)图4给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图4中未标出)，计数点间的距离如图4所示根据图中数据计算的加速度a_(保留三位有效数字)(2)回答下列两个问题：为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_(填入所选物理量前的字母)A木板的长度lB木板的质量m1C滑块的质量m2D托盘的砝码的总质量m3E滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是_(3)滑块与木板间的动摩擦因数_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)与真实值相比，测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小”)写出支持你的看法的一个论据：_.解析(1)由逐差法知物体加速度为aT5T00.1 s，解得a0.497 m/s2(2)(3)对系统应用牛顿第二定律m3gm2g(m2m3)am2为滑块质量，m3为砝码和托盘总质量，故问题(2)中的选C、D.答案(1)0.4950.497 m/s2(2)CD天平(3)偏大忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳的质量，导致动摩擦因数偏大4(10分)某实验小组采用如图5所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行打点计时器工作频率为50 Hz.(1)实验中木板略微倾斜，这样做_；A是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑；B是为了增大小车下滑的加速度；C可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功；D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车把第1次只挂1条橡条筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出根据第四次的纸带(如图6所示)求得小车获得的速度为_ m/s. (3)若根据多次测量数据画出的Wv草图如图7所示，根据图线形状，可知对W与v的关系作出的猜想肯定不正确的是_AWBWCWv2DWv3(4)如果Wv2的猜想是正确的，则画出的Wv2图象应是_；(5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是_.(只要回答出一种原因即可)解析本题是探究功与速度变化关系的实验，考查实验原理、实验数据处理及实验结果分析答案(1)CD(2)2(3)AB(4)过原点的一条直线(5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过度、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)5(2010天津市一模)(10分)某探究小组设计了如下的探究橡皮筋的弹性势能与拉长量之间关系的实验：将一块长木板放在桌面上调至水平，橡皮筋一端固定在墙上，另一端被静止的小车拉长d，小车释放后沿长木板运动，带动穿过打点计时器的纸带运动，如图8所示，打点计时器电源频率为50 Hz，小车质量为0.2 kg，实验进行了三组，各次实验小车由静止开始运动的位置不同(即橡皮筋的拉长量d不同)，分别打出纸带，选择了三种类型的纸带如图9所示(图中最下面的是直尺)实验中的重要一步是根据纸带数据确定橡皮筋拉动小车的最大速度vm.下表是某同学记录的有关数据，并进行了部分计算，请帮他完成表中剩下的部分实验序号123dn(cm)51020vm(m/s)2.008.00解析由中间d210 cm的纸带上可以看出，右边三段间隔距离相等，记录的是小车匀速运动的阶段，由刻度尺可读出这段长度为49.0 cm25.0 cm24.0 cm，故v24.00 m/s.答案4.006(2010黑龙江大庆)(10分)有一根细长而均匀的金属材料样品，横截面为边长等于a的正方形，如图10所示此金属材料重约12 N，长约为30 cm，电阻约为10 .已知这种金属的电阻率为，密度为0.因管线内部空间截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：A毫米刻度尺；B螺旋测微器；C电流表(600 mA,1.0 )；D电流表(3 A,0.1 )；E电压表(3 V,6 k)；F滑动变阻器(2 k，0.5 A)；G滑动变阻器(10 ，2 A)；H蓄电池(6 V,0.05 )；I开关一个，带夹子的导线若干(1)除待测金属材料外，应选用的实验器材有_(只填代号字母)(2)请画出你的设计方案的实验电路图(3)实验中要测量的物理量有：_.(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0_.解析(1)AEHI为必选关于电流表量程的选择：因为电压表的量程为3 V，所以通过电阻的最大电流约为0.3 A300 mA，所以电流表选用C.滑动变阻器F总阻值太大，不方便调节，故滑动变阻器应选G.(2)因为600，10，所以应选用电流表外接法若选择滑动变阻器限流式接法，则当滑动变阻器调到最大时电压表约为满量程，而调节过程中就会超过电压表的量程，所以必须选择分压式接法电阻R得，S0a2.答案(1)ACEGHI(2)如下图所示(3)管线长度l、电压表示数U、电流表示数I(4)a27(11分)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在3555 范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图11(甲)所示的电路进行实验图中电压表的内阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为09 999 ；R0是定值电阻(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A10 ，2.5 WB50 ，1.0 WC150 ，1.0 W D1 500 ，5.0 W本实验应选用_，其作用是_.(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图11(乙)所示的图线则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示_(3)根据(乙)图所作出的图象求得该电池的电动势E为_ V，内阻r为_ .解析(1)由电动势E约为9 V，内阻r在3555 范围，最大允许电流为50 mA，及闭合电路欧姆定律可解得，定值电阻R0应选用“150 ，1.0 W”的规格，即C选项正确，其作用是保护电路(或保护电源不被烧坏)(2)图象的横坐标与纵坐标的比值为：I，表示电路中的电流(3)由闭合电路欧姆定律得EUIrUr，由图象取两组数据可解得E为10 V，内阻r约为48 .答案(1)C保护电路(2)电路中的电流(3)1048(4650)8(11分)同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点甲同学找来了一个土豆做实验，当用量程为03 V、内阻约50 k的电压表接其两极时读数为0.96 V，但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3 V,0.5 A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，检查灯泡、线路均无故障据你猜想，出现这样现象的原因是：_ _ (不要求写分析、推导过程)；(2)乙同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32 mA，根据前面电表表测得的0.96 V电压，估算出“土豆电池”的内阻值，其值为_ ；(3)为了更准确测定一个“土豆电池”的电动势和内阻，实验室提供了以下一些器材可供选择：A电流表(量程为00.6 A，内阻r11 )B灵敏电流表(量程为00.6 mA，内阻r2800 )C灵敏电流表(量程为0250 A，内阻未知)D滑动变阻器R(最大阻值约10 )E定值电阻R0(阻值2 k)F变阻箱R(09 999 )G开关S和导线若干为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中除了带有锌、铜两电极的水果电池外，还应选择的器材是_(填器材前的字母代号)；利用问中选择的器材，在虚线框中画出测量的电路图(图中要标明相关器材的字母代号)解析本题考查测定电池电动势和内阻三个电池串联，电动势有3 V，但灯泡不亮，表明路端电压很小，内电压较大，可见水果电池的内阻太大r3 000 .答案(1)水果电池的内阻太大(2)3.0103(3)B、F、G电路图如下图所示9(2009广东)(11分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可以金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图12(甲)(2)实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图12(乙)的关系图线，其斜率为_ A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图13所示金属丝的直径是_，图12(乙)中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_(保留三位有效数子)解析(1)电路图略，实物图如下图所示(2)改变金属丝上金属夹的位置(3)k A1m110.6 A1m1.L0时纵轴截距与电动势的乘积是，表示此时电路中的总电阻(4)d0.01 mm20.00.200 mm.由闭合电路欧姆定律可得EI(RR0RA)，又有R，联立得，可知斜率为，所以电阻率9.99107 m.答案(1)(2)见解析(3)10.510.6皆可金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱、电流表)(4)0.200 mm金属丝的电阻率9.99107(9.691071.02106) m10(2010辽宁抚顺)(11分)橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即Fkx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实验都表明k，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量(1)在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_AN BmCN/m DPa(2)有一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图14甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L20.00 cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D4.000 mm，那么测量工具a应该是_；测量工具b应该是_ (3)用如图14甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.拉力F(N)510152025伸长量x(cm)1.63.24.86.48.0请在图14乙中作出Fx图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k_ N/m.(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y_.(保留一位有