6月理科综合物理实验（1）

2012年6月理科综合物理实验题（1）1（12分）请完成以下两小题。1某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则你认为还需要的实验器材有。实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是。在的基础上，某同学用天平称量滑块的质量m往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）。（2）2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一。硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路。图中与a1串联的定值电阻的阻值为r0，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果保留两位有效数字）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表a1、a2的值i1、i2。为了作出此电池的ui曲线，需要计算出电路的路端电压u，则u_（用题中所给字母表示）根据测量数据作出该硅光电池的ui图象如图乙所示，该电池的电动势e_v，在流过电流表a2的电流小于200ma的情况下，此电池的内阻r_；若将该硅光电池两端接上阻值为6的电阻，此时对应的电池内阻r_。水平实验台滑轮小沙桶滑块细线打点计时器纸带长木板2i（4分）为了测则量阻值约为5的电阻，实验室提供了以下实验器材电流表a1，量程006a，内阻约06电流表a2，量程03a，内阻约012电压表v，量程03v，内阻约3k滑动变阻器r1，阻值范围为0100滑动变阻器r2，阻值范围01700电源e，电动势3v，内阻约2电键s，导线若干实验电路如图所示，在实验过程中（1）滑动变阻器应选，电流表应选（填写字母代号）（2）实验测得的电阻值真实电阻（填“大于”、“小于”或“等于”）ii（11分）研究小组通过分析、研究发现弹簧系统的弹性势能ep与弹簧形变量x的关系为epcxn（c为与弹簧本身性质有关的已知常量），为了进一步探究n的数值，通常采用取对数作函数图象的方法来确定。为此设计了如图所示的实验装置。l型长直平板一端放在水平桌面上，另一端放置在木块p上，实验开始时，移动木块p到某一位置，使小车可以在斜面上做匀速直线运动，弹簧一端固定在平板上端，在平板上标出弹簧未形变时另一端位置o和另一位置a，a点处放置一光电门，用光电计时器记录小车通过光电门时挡光的时间。（1）研究小组某同学建议按以下步骤采集实验数据，以便作出lgv与lgx的函数图象关系a用游标卡尺测出小车的挡光长度db用天平称出小车质量mc用刻度尺分别测出oa距离l，o到桌面高度h1，a到桌面的高度h2d将小车压缩弹簧一段距离，用刻度尺量出弹簧压缩量x，让小车由静止释放，光电计时器读出小车通过光电门的挡光时间te改变小车压缩弹簧的距离，重复d根据实验目的，你认为以上实验步骤必须的是。（2）若小车挡光长度为d，通过光电门的挡光时间为t，则小车过a点的速度v（3）取lgv为纵坐标，lgx为横坐标，根据实验数据描点画出图线如图所示，已知该直线与纵轴交点的坐标为（0，a），与横轴的交点的坐标为（b，0），由图可知，n。3（6分）在一次课外活动中，李明同学用图甲所示装置测量铁块a与金属板b间的动摩擦因数。已知水平桌面光滑，铁块a的质量10amkg，金属板b的质量05bmkg。（1）用水平力f向左拉金属板b，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数如图甲所示。ab、间的摩擦力fna、间的动摩擦因数。f（2）李明同学将纸带连接在金属板b上，利用打点计时器打下一系列的点，如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为01s，则水平力fn。（g取210ms，以上结果均保留三位有效数字）4（12分）为测量电流表内阻（1）小明同学设计的电路如图l所示，可供选择的器材如下a电流表g1（量程为300a，内阻1r约为300）b电源（电动势15v，内阻不计）c电源（电动势6v，内阻不计）d电阻箱（09999）e滑动变阻器（050）f电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，030k）g导线及开关为使测量值尽量准确，电源e应选用，变阻器r应选用（选填器材前的字母）。实验时，先闭合s1，调节，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合2s，保持r不变，调节，使电流表半偏，读出此时的阻值为3020，则电流表g1内阻的测量值1r，该测量值实际值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（2）小军同学设计的电路如图2所示，测量电流表2g的内阻2r，所用电源电动势为30v，电源内阻不计。实验步骤如下先断开开关s1、2，将电阻箱l的电阻调至最大再闭合，调节电阻箱l，同时观察电流表指针，当指针处于满偏刻度时，读取电阻箱l的阻值为500保持电阻箱l的电阻不变，闭合2s，只调节电阻箱2，同时观察电流表指针，当指针处于半偏刻度时，读取电阻箱2的阻值为250通过分析与计算可知电流表2g的内阻测量值2r；电流表2g的满偏电流值gima。5（1）（4分）由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有，；（2）（2分）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为mm；（3）（2分）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，读数为cm。1918分1如图5所示，在用红色激光束做光的双缝干涉现象的实验中。保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹宽度将_；若换成蓝色激光束做该实验，保持双缝间隙和双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将_（以上空格均选填“变宽”、“变窄”或“不变”）。若将双缝换成单缝，在光屏上观察到的现象是下图中的abcd2在测定满偏电流为25ma、内阻约为50的电流表a0内阻的实验中，备用的器材有a标准电流表a量程03mab标准电压表v量程03vc定值电阻r0阻值100d电阻箱r1，阻值范围09999e电源电动势15v，有内阻f滑动变阻器r2阻值范围020，额定电流15a另外有若干导线和开关图7是某同学根据列出的器材设计的测量电路，请回答下列问题电路中定值电阻r0的作用是根据设计的电路写出计算电流表a0内阻的表达式ra_。式中各物理量的物理意义根据设计的电路图在图8中连接实物图该同学为什么不选用标准电压表v来直接测量电流表a0两端电压请说明理由参考答案1沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量1分，平衡摩擦力1分212mvmgl（2分）（2）i1r01分29（2分）；40（2分）56（2分）2i（4分）（1）r1（1分）a1（1分）（2）小于（2分）ii（11分）（1）abde（4分）（2）（2分）（3）（5分）dtab3i（6分，每空2分）250（2分）0250（2分）350（2分）ii（12分，每空2分）cf3020小于5003ma4（8分）（1）hr1r2正对面积；板间距离；板间介质答字母对一个得1分，答汉字共4分，第二个空2分a0图7