8月物理实验（1）

2012年8月理科综合物理实验题（1）1i（6分）如图所示，在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，每个小方格的边长l125cm若小球在平抛运动途中的几个位置为图中的a、b、c、d几点，（取g98ms2）（1）小球平抛的初速度的计算式为v0_（用l和g表示），其值是_ms（2）小球在b点的速率是_msii2（1）如右图用某种透光物质制成的直角三棱镜abc；在垂直ac面的直线mn上插两枚大头针p1、p2，在ab面的左侧透过棱镜观察大头针p1、p2的像，调整视线方向，直到p1的像，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针p3、p4，使p3，p4，记下p3、p4的位置，移去大头针和三棱镜，过p3p4作直线与ab面相交于d，量出该直线与ab面的夹角为45，则该透光物质的折射率n为，并在图中正确的画出完整的光路图。（2）上海世博会部分展区采用太阳能发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭、天黑打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50ma，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50ma时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100ma。利用以下器材设计一自动控制路灯的电路，画出电路原理图。光敏电阻r1，符号，灯泡l，额定功率40w，额定电压36v，符号保护电阻r2，符号，电磁开关，符号，蓄电池e，电压36v，内阻很小；开关s，导线若干。回答下列问题如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为v，保护电阻r2的阻值范围为。任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。3（8分）i自由落体仪如图所示，其主体是一个有刻度尺的立柱，其上装有磁式吸球器、光电门1、光电门2、捕球器、小钢球（直径d1cm）。利用自由落体仪测量重力加速度实验步骤如下将自由落体仪直立于水平地面上，调节水平底座使立柱竖直，固定好吸球器。适当调节两光电门1、2的位置，由刻度尺读出两光电门的高度差为h1，用吸球器控制使小球自由下落，由光电计时器读出小球从光电门1到光电门2的时间，重复数次，求出时间的平均值为t1光电门1不动，改变光电门2的位置，由刻度尺读出两光电门的高度差为h2，用吸球器控制使小球自由下落，由光电计时器读出小球由光电门1到光电门2的时间，重复数次，求出时间的平均值为t2计算重力加速度值g请回答下列问题（1）在步骤中光电门1的位置保持不动的目的是_a保证小球每次从光电门1到光电门2的时间相同b保证小球每次通过光电门1时的速度相同c保证小球每次通过光电门1时的重力加速度相同（2）用测得的物理量表示重力加速度值g_ii（10分）请从下列器材中选择部分器材测量电压表的内阻和电源的电动势i待测电压表量程um3v，内阻约几千欧姆ii待测电源电动势约67v，内阻不计iii微安表量程im300a，内阻rg300iv电阻箱0999999v单刀开关一个，导线若干（1）请将所需的器材接入实物电路。（2）连线完成以后，闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针指向满偏时，读取电阻箱的电阻为r1200000当电压表指针指向半偏时，读取电阻箱的电阻为r2600000。根据测量数据计算可得电压表的内阻为_，电源电动势为_4（6分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）某同学用刻度尺测得摆线长为0985m，用如图甲所示的游标卡尺（标尺上有10个等分刻度）测摆球直径，用如图乙所示的秒表记录单摆振动50次所用的时间。由图甲读出摆球直径为m,单摆振动50次所用的时间为s。（2）若测得摆球直径为d，摆线长为l，周期为t，请写出重力加速度的计算式g5i（8分）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中a、b两位置分别固定了两个光电门传感器，实验时测得小物体上宽度为的挡光窄片通过a的挡d光时间为，通过b的挡光时间为，为了证明小物体通过a、b1t2t时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明。（1）选出下列必要的实验测量步骤a用天平测出运动小物体的质量mb测出a、b两传感器之间的竖直距离hc测出小物体释放时离桌面的高度hd用秒表测出运动小物体通过a、b两传感器的时间t（2）若该同学用和的比值来反映小物体经过a、b光电门时的dt速度，并设想如果能满足关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。ii（10分）要测量电压表v1的内阻r，现有如下器材a待测电压表v1（量程3v，内阻约为1k）b电压表v2（量程3v，内阻约30k）c定值电阻r（30k）d滑动变阻器r1（010）e直流电源e（电动势约9v，内阻约为2）f开关s及导线若干。（1）因为所给电压表v1、v2的内阻及定值电阻r都很大，即使它们并联所得电阻也很大，故最大值为10的滑动变阻器在电路中必须使用接法（