5月理科综合物理实验（1）

2012年5月理科综合物理实验题（1）1i（7分）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋、钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与拉力的大小有关，还与金属材料的横截面积有关，人们发现对同一种金属，其所受的拉力f与其横截面积s的比值跟金属材料的伸长量l与原长l的比值之比是一个常量，这个常量叫做杨氏模量，用e表示，即。某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器/s材不同粗细不同长度的同种金属丝、不同质量的重物、螺旋测微器、游标卡尺、米尺、天平、固定装置等，设计的实验如图所示。该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移。用螺旋测微器测得金属丝的直径为d；用米尺测得金属丝的原长为2a；用游标卡尺测得微小下移量为b；用天平测出重物的质量m。设重力加速度为g。（1）在某次测量中，螺旋测微器如图甲所示，其示数为mm；游标卡尺如图乙所示，其示数为mm。（2）用以上所测物理量的符号表示该金属的杨氏模量的表达式为e_。ii（8分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材待测干电池一节，电流表g（满偏电流为25ma，内阻为199），定值电阻r110，定值电阻r2995，电阻箱r（0999），开关，导线若干。（1）请在答题卡所给方框内，画出合理的实验电路图，其中定值电阻应选用（选填“r1”或“r2”）。（2）某同学用上述合理的实验电路测出了多组电阻箱的电阻值r和电流表g的示数ig，并根据所测数据描点作出了如图所示的图线。由图g线求得被测电池的电动势ev，内阻为r。2（18分）（1）（8分）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。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“af”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。（2）（10分）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“ui”图线如图乙所示，由此可知正常光照射时光敏电阻阻值为，强光照射时光敏电阻阻值为；c若实验中所用电压表内阻为5k，电流表内阻为100，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路对照射时（填“正常光”或“强光”）测得的误差较小。请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路。甲f/na/ms20乙arxvre3vrs丙0u/vi/103a08400824iii乙甲丁3（8分）在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两侧脚间距离，主尺和游标的位置如图所示，此时卡尺两脚间狭缝宽度为mm；若要狭缝宽度调到020mm，应使游标上除0刻度线外第_条刻度线与主尺上表示mm的刻度线对齐。如图所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是mm（10分）电源的输出功率p跟外电路的电阻r有关。如图所示，是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻r0，把它们一起看作新电源（图中虚线框内部分）。新电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻r0之和，用r表示，电源的电动势用e表示。写出新电源的输出功率p跟e、r、r的关系式。（安培表、伏特表看作理想电表）。在实物图中按电路图画出连线，组成实验电路。表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在方格纸中画出pr关系图线。根据图线可知，新电源输出功率的最大值约是w，当时对应的外电阻约是（保留两位有效数字）u（v）353025201510i（a）020304050607由表中所给出的数据，还可以求哪些物理量。4i6分下面是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据利用上述数据在如图所示的坐标图中描出图线；2tl012cm0102045500利用图线（取）求出的重力加速度值为222953410stii12分某同学在将量程为500a的电流表改装成电压表的过程中，他为了能尽量精确地测量该电流表的内阻，设计了如图所示的实验电路。图中各个电表和元件的参数如下a电流表a1，量程10ma，内阻约100；b待测电流表a2，量程500a，内阻约200；c电源e，电动势30v，内阻不计；d滑动变阻器，025e电阻箱r1，电阻值为09999；f保护电阻r2，电阻值约100；g开关s1，单刀双掷开关s2。试按照实验电路图将如图所示的器材连接成实验电路。r2a2a1s1rer1bas2实验中该同学先合上开关s1，再将开关s2接a点，调节滑动变阻器r，当电流表a2示数合理时，记下电流表a1的示数i，然后将开关s2接b点，保持_不变，调节_，使电流表a1的示数也等于i时，读取电阻箱的示数。电阻箱的示数如图所示，由此可知电流表a2的内阻为_。10110010该同学要将电流表a2改装成量程为20v的电压表v1，他必须选一个阻值为_的电阻与电流表串联。a1a2r1r2rs2s1bae若要用标准的电压表v0对改装的电压表v进行校准，试在虚线框中画出校准的实验电路图。5（18分）（1）（4分）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法正确的是a将滤光片由红色的换成紫色的，干涉条纹间距变宽b去掉滤光片后，仍能观察到干涉现象c将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽d换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄（2）（14分）同学们知道，只要将两个不同的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”，某学习小组的同学准备就此问题进行探究。甲同学将欧姆表直接接在一个“水果电池”的两极时，读得此时的示数为30，从而认为该电池的内阻就是30。请你判断甲同学的测量结果是否准确，并简要说明理由乙同学将理想电流表直接接在一个“水果电池”的两极上时，测得电流为032ma。根据前面用电压表测得096v，用全电路欧姆定律得，从而认为该电池的内阻就是30k。请判断乙同学kier03132096的测量结果是否准确，并简要说明理由若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择a、电流表a1（量程为06a，内阻为1）；b、电流表a2（量程05ma，内阻为300）；c、电流表a3（量程为50a，内阻为800）；d、滑动变阻器r1（最大阻值约2k）；e、电阻箱r2（09999）。为了能尽可能准确地测定“水果电池”的电动势和内阻，在方框中画出应采用的实验电路图（要求标注图中所用器材本身的符号a1、a2、a3、r1、r2等）参考答案1i（1）38523855（2分）1114（2分）（2）（3分）2abdmgii（1）实验电路图中图所示（2分）r1（2分）（2）138144040060（各2分）2（18分）（1）（8分）匀速直线；（2分）；（3分）lvab没有完全平衡摩擦力；（3分）（2）（每空2分）a3200；b3000；200；c强光；如图（电流表外接法、滑动变阻器分压式接法各得1分，电压表量程错误扣1分）3065；4，4；15002erpr如图所示（1011）；r50pr关系图线4i略3分；3分2/69smii如答图1所示2分；滑动变阻器接入电路的电阻2分；电阻箱r1