2013物理实验专题.doc

2013年实验专题一、仪器的使用 要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，掌握各种仪器的使用条件、读数（有效数字）1、游标卡尺（10分度、20分度、50分度）右图中游标卡尺的读数为_cm2、螺旋测微器（千分尺）如图a所示中给出的是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数，此读数应为 mm 3、下图是正在测量中的多用电表表盘。（1）如果是用10档测量电阻，则读数为 ；（2）如果是用直流50mA档测量电流，则读数为 。1、0.650cm 2、3.696 mm 3、（1）40（2）40.0mA二、验证力的平行四边形定则4、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_5、在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，如图所示，用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O，使其位于E处，此时（+ ）= 900，然后保持A的读数不变，当角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可采取的办法是（ ）A、增大B的读数，减小角 B、减小B的读数，减小角C、减小B的读数，增大角 D、增大B的读数，增大角6、在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上.C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行.其中正确的是 。（填入相应的字母）4、(1) F； (2) B 5、B 6、C三、探究弹簧弹力与伸长量的关系7、在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的Fx图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为 图线不过原点的原因是由于 。8、以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是： 。A、以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连结起来。B、记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C、将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E、以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式.F、解释函数表达式中常数的物理意义.（2）下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：弹力（F/N）0.51.01.52.02.5弹簧原来长度（L0/cm）1515151515弹簧后来长度（L/cm）16.217.318.519.620.8弹簧伸长量（x/cm）算出每一次弹簧伸长量，并将结果填在上表的空格内在下图的坐标上作出F-x图线。写出曲线的函数表达式（x用cm作单位）： 函数表达式中常数的物理意义： 三、探究弹簧弹力与伸长量的关系：7、200 N/m 弹簧有自重8、（1）实验步骤排列： C B D A E F （2）请计算出每一次弹簧伸长长度并将结果填在上表的空格内弹力（F/N）0.51.01.52.02.5弹簧伸长量（x/cm）1.22.33.54.65.8请你在下图坐标上作出F-x图线。曲线的函数式（x用cm作单位）：F = 0.43x 函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长或压缩0.01m（1cm）所需的拉力，大小为0.43N。四、研究匀变速直线运动9、某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。O A B C D E F5.00 7.10 9.10 10.81 12.70 15.10 单位：cm 由这些已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度a=_m/s2。与纸带上D点相对应的瞬时速度v=_ m/s。（答案均要求保留3位有效数字）9、1.93, 1.181.19, 五、验证牛顿运动定律10、在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是（ ）A. 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C. 实验时，先放开小车，后接通电源D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响11、某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，小车运动加速度a可用纸带上的打点求得 图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为： m/s2（保留二位有效数字）。在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：次 数123456789小车加速度a/ms21.981.721.481.251.000.750.480.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.67小车质量4.003.443.002.502.001.411.331.000.60根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸作出图线在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d ，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因答：11、（1）3.2m/s2 （2）图略（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分12、用拉力传感器和速度传感器“探究加速度a与物体合外力F的关系”的实验装置示意图如图甲所示。实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小，在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器1和2，记录小车到达A、B两位置时的速率为vA、vB。甲F/Na/ms-20乙调整长木板的倾斜角度，以平衡小车受到的摩擦力，在不挂钩码的情况下，轻推小车，看小车是否做 运动；用本题中设定的物理量写出加速度的表达式：a= ；从理论上来看“a-F”图象是过原点的一条直线，本次实验得到的图线却是如图乙所示，其中的原因是 。12、（1）（8分）匀速直线；（2分） ；（3分） 没有完全平衡摩擦力；（3分）六、 探究动能定理13、某同学利用如下图所示的实验装置来探究动能定理。打点计时器实验小车接电源纸带带有定滑轮的长木板细线钩码他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是： a_ _ _；b _ _；如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打C点时小车的速度为 ；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有 。ABCDEFx1x2x3x4x513、答案：a.平衡摩擦力（分） b.钩码的重力远小于小车的总重力（分） （分，其它正确也得分） 钩码的重力和小车的总质量 （分）14、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时器，其结构如图437所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器可以显示物体的挡光时间。现利用如图438所示装置探究动能定理。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.0010-2s、2.0010-2s。已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g=9.8m/s3，取滑块经过光电门时的平均速度为其瞬时速度。（1）滑块通过光电门1时的速度v1=_m/s，通过光电门2时的速度v2= _m/s。（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为_J，重力做的功为_J。（3）结论：_。14、解析：（1）滑块经过光电门1时的速度：滑块经过光电门2时的速度：（2）动能的增量：重力做功：（3）结论：在误差允许的范围内答案：（1）1.00 2.50 （2）5.25 5.29 （3）七、验证机械能守恒定律15、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1. 00的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9. 80m/s2那么：(1)纸带的 端（选填“左”或“右）与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和 点来验证机械能守恒定律；(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量= J，动能增加量= J；(结果取3位有效数字）(4)实验的结论是 。15、答案：（1）左 （2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒八、验证动量守恒定律16、某同学验证动量守恒定律的实验装置如图所示实验中使用的钢质小球1和2半径_，（填相等或不相等），且小球1的质量m1_小球2的质量m2实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。 第一步：不放小球2，让小球 1 从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。 第二步：把小球 2 放在斜槽前端边缘处的C点，让小球 1 从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。 第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。上述实验中：P点是_的平均位置， M点是_的平均位置，N点是_的平均位置；请写出本实验的验证式 三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？_两球A、B质量不要太小；球A质量要尽量比球B质量大16、P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置M点是小球1与小球2碰撞后小球1落点的平均位置N点是小球2落点的平均位置七、 m1OP=m1OM+m2ON OP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关九、实验：用油膜法测分子的直径17、实验方法：将极少油酸滴到水面上，油酸会在水面上形成极薄的可看作由单层分子组成的油膜，测出薄膜的厚度就为分子的直径。实验步骤：A先向1mL的油酸中加入酒精至10mL得溶液a，再取1mL溶液a并向其中加入酒精至500mL得溶液b； B用注射器吸取溶液b，一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入80滴时，量得其体积为1mL；C在浅水盘水面上均匀撒一些痱子粉，用注射器向水面滴入1滴油酸溶液b；D待油膜稳定后，将一玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜边界，将画有轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示。请回答下列问题：一滴油酸溶液中纯油酸的体积为 mL；已知图中正方形小格的边长为1cm,则油膜的面积为 cm2；估算油分子的直径约为 cm。17、2.510-6 80 （7881） 3.110-8（3.010-83.210-8）十、测定金属的电阻率18、 测一个阻值约为20k的电阻，备有下列器材：A电流表（量程10mA，内阻约为10） B电流表（量程500A，内阻约为200） C电压表（量程12V，内阻约为20k） D电压表（量程50V，内阻约为500k） E直流稳压电源（最大输出15V，允许最大电流1A） AV待测电阻F滑动变阻器（最大电阻1k，额定功率1W）G导线若干（1）电流表应选 ，电压表应选 ；（填入电表的代号）（2）按左图所示电路图连接实物图如右图所示，在编号为的5根导线中只有一根连接是错误的，这根导线是_（填编号即可）。18、 (1) B (2) C (3) 19、某同学要测一约为5的未知电阻，为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A电压表03V，内阻10kB电压表015V，内阻50kC电流表00.6A，内阻0.05D电流表03A，内阻0.01E滑动变阻器，010F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ，电流表应 ，滑动变阻器应选 （填序号）（每空1分）请在方框中画出实验电路图。（3分）将中的电路图在下图中连接成实物图。（3分）VA153A0.63R19、答案：A C E （每空1分） 限流外接 （3分）十一、测量电源的电动势和内阻17654328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100020、利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动和内阻。请在答题纸的方框内画出实验电路图；用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路；实验要测量和记录哪些数据？用记录得的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890110010100001000001000V20、答案：连接电路图如下 按电路图接好实验电路 改变电阻箱阻值，分别读出两组电阻箱阻值和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2。根据闭合电路欧姆定律列出与这两组数据相对应的方程：解方程组可得E和r： 21、为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱， R0=5为保护电阻。按照图甲所示的电路图，连接成实验电路。甲RESVR0/-1乙0.350/V10.501.42断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱的示数；重复以上操作；以为横坐标，为纵坐标，画出的函数图线（该图线为一直线），如图乙所示。由图线可求得电池组的电动势为E = V，内阻r= 。（保留两位有效数字）、.（12分）测量干电池的电动势和内电阻.（a）某学生想测量一节干电池的电动势和内阻，现有的器材及其规格如下： 电流表A（量程00.6A3A，内阻约0.5） 电压表V（量程03V15V，内阻约10k） 滑动变阻器R1（阻值范围015，允许通过的最大电流2A） 滑动变阻器R2（阻值范围01k，允许通过的最大电流1A） 干电池一节 其中，滑动变阻器应选 。 实验台上已放置开关、导线若干，将选用的器材在实物图上连线。要求实验误差最小。 （b）右图是实验中得到的图U-I线，则该电池的电动势为 V，内阻为 ，电流为0.74A时，外电阻为 。 0.6 321、E = 2.9 V，（3分） 内阻r=1.1（或1.2） （3分）（保留两位有效数字）（a） R1 实物图（略）（b）1.48 ；0.8 ；1.2十二、描绘小灯泡伏安特性曲线22、(1)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上：应选取的电路是 ，滑动变阻器应选取 。E总阻值15，最大允许电流2A的滑动变阻器F.总阻值200，最大允许电流2A的滑动变阻器G总阻值1 000，最大允许电流1A的滑动变阻器(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为 W;若再将一阻值为0.75的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为 W.22、 (1 )C E (2)0. 72 0. 24十三、电阻的测量 练习使用多用电表23、 关于多用电表的使用，下列说法不正确的是 ()A.待测电阻不跟别的元件断开，其测量值将偏大B.测量电阻时，用两手碰表笔的金属杆，其测量值偏小C.测量电阻时，如果电路不和电源断开，可能出现烧坏表头的情况D.用多用电表测量60 W灯泡的电阻，其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻大答案：AD24、根据要求填空：(1)图实116甲所示为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此多用电表测量一阻值约为20 30 的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：图实116调节可调部件，使电表指针停在位置；调节可调部件K，使它的尖端指向位置；将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件，使电表指针指向位置.(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为.24、答案：(1)SA、V的零位1 挡T右端欧姆挡零位(2)2.010425、 一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100.用10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是；若补上该步骤后测量，表盘的示数如图实117所示，则该电阻的阻值是 .图实117若将该表的选择开关置于1 mA挡测电流，表盘示数仍如图实117所示，则被测电流为mA；若用直流15 V挡测量电压，则读数为V.25、答案：100重新进行欧姆调零2.2103(或2.2 k) 0.406.026、a.为了测定光敏电阻Rx的光敏特性，某同学使用多用表“100”的欧姆挡测其在正常光照下的大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值Rx= ；b.为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示，由此可知