高三实验复习之结合图像.docx
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高三实验复习之结合图像
实验综合题——图像的利用
1.“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。
①图a所示为实验装置图。
图b为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2。
（结果保留两位有效数字）
②保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。
根据实验数据做出了加速度a随拉力F的变化图线，如图c所示。
图中直线没有通过原点，其主要原因是。
③保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
的数据如表中所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s-2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
a．请在坐标纸中画出
图线；
b．根据作出的
图像可以得到的结论是：
。
2．（2009·广东理基）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图实－2－7所示．下列表述正确的是（ ）
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
3．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F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y
，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）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（ ）
A．N B．mC．N/mD．Pa
（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图实－2－14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L
＝20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝4.000
mm，那么测量工具a应该是____________，测量工具b应该是
__________．
（3）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
5
10
15
20
25
伸长量x/cm
1.6
3.2
4.7
6.4
8.0
请作出F－x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Y值等于________．
4.某同学设计了一个测定滑块与木板间动摩擦因数的实验。
装置如图所示，其中M为滑块，m和m′是质量可调的片码，细绳和滑轮的质量都可以忽略不计。
实验过程中，该同学在片码总质量m+m′=m0保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可以求出滑块和木板间的动摩擦因数。
①在实验器材方面，该同学选择了打点计时器、每片质量为150g的片码总共10片、滑块、木板、滑轮各一个、细线若干。
除此以外根据本实验所要测量的物理量，你认为除了该同学已选择的仪器以外，在下列备选仪器中还需要：
（填写字母代号即可）。
A：
秒表B：
毫米刻度尺C：
学生用直流电源D：
学生用交流电源
②以下是为了测量滑块的加速度，由实验得来的一条纸带。
从比较清晰的O点开始，该同学每数5个点做为一个计数点，它们分别为：
A、B、C、D、E、F等，测量出各相邻计数点之间的距离，如图所示。
根据这条纸带，求出这次实验时滑块的加速度为：
m／s2（结果保留到小数点后两位）。
③在实验的数据处理过程中，该同学以片码m的质量为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如下图3所示的实验图线。
理论和实验均已证明，在滑动的条件下，a和m是一次函数关系，即可以写成：
a=km+c（式中的k和c为常数）的形式。
那么，本实验中的常数具体表达式因数：
k=，c=；结合本实验图线得出的滑块与木板间的动摩擦因数μ=。
5.某同学用右上图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。
实验步骤如下：
a．安装好实验器材。
b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。
选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示。
c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：
S1、S2、S3……S6。
d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动。
e、分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值
。
f、以
为纵坐标、t为横坐标，标出
与对应时间t的坐标点，划出
—t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有和。
（填选项代号）
A、电压合适的50Hz交流电源B、电压可调的直流电源
C、刻度尺D、秒表E、天平F、重锤
将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则S2=cm，S5=cm。
该同学在图5中已标出1、3、4、6计数
点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5
两个计数点对应的坐标点，并画出
—t。
根据
—t图线判断，在打0计数点时，
小车的速度v0=m/s；它在斜面上
运动的加速度a=m/s2。
6.在探究单摆周期与摆长关系的实验中：
①关于安装仪器及测量时的一些实验操作，下列说法中正确的是。
（选填选项前面的字母）
A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长l
B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上
C．使摆线偏离竖直方向某一角度α（接近5°），然后由静止释放摆球
D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期
②实验测得的数据如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
摆长l/cm
80.00
90.00
100.00
110.00
120.00
30次全振动时间t/s
53.8
56.9
60.0
62.8
65.7
振动周期T/s
1.79
1.90
2.00
2.09
2.19
振动周期的平方T2/s2
3.2
3.61
4.00
4.37
4.80
请将第三次的测量数据标在图9中，并在图9中作出T2随l变化的关系图象。
③根据表格中的数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是____。
④根据图象，可知当地的重力加速度为______（结果保留3位有效数字）。
7.某同学做“测量金属丝电阻率”的实验。
①首先，他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，并求出其平均值作为金属丝的直径d。
其中某次测量如图3所示，这次测量对应位置金属导线的直径为__________________mm；
②然后他测量了金属丝的电阻。
实验中使用的器材有：
a．金属丝（长度x0为1.0m，电阻约5Ω~6Ω）
b．直流电源（4.5V，内阻不计）
c．电流表（200mA，内阻约1.0Ω）
d．电压表（3V，内阻约3kΩ）
e．滑动变阻器（50Ω，1.5A）
f．定值电阻R1（5.0Ω，1.5A）
g．定值电阻R2（10.0Ω，1.0A）
h．定值电阻R3（100.0Ω，1.0A）
i．开关，导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示，且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值，定值电阻应该选_____________（选填“R1”、“R2”或“R3”）；
③该同学根据测量时电流表的读数I、电压表的读数U描绘的U—I图象如图5所示，根据图象可以求得金属丝的电阻为Rx=Ω
④设法保持金属丝的温度不变，而逐渐减小上述金属丝（长度为x0）接入电路的长度x，当电压表的示数保持不变时，下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是
ABCD
8.某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。
已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表（量程0~3V，内阻3kΩ），电流表（量程0~0.6A，内阻1.0Ω），滑动变阻器有R1（最大阻值10Ω，额定电流2A）和R2（最大阻值100Ω，额定电流0.1A）各一只。
①实验中滑动变阻器应选用。
（选填“R1”或“R2”）
②根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。
③在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图线，根据图线
求出的电源电动势E=V，内阻r=Ω。
9.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。
该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻
，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999
，可当标准电阻用）一只电流表（量程
=0.6A,内阻
）和若干导线。
①请根据测定电动势E内电阻
的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。
②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值
，读出与
对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值
时，其对应的电流表的示数如图5所示。
处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数
;再制作R-
坐标图，如图6所示，图中已标注出了（
）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点连成图线。
④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻
。
10.某同学设计了一个如图7所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：
待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1Ω）、电阻箱（0～99.99Ω）、滑动变阻器（0～10Ω）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。
考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。
（1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻为0.20Ω。
试分析该测量产生误差的原因是_________________________________________。
（2）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
（3）图8是由实验数据绘出的
图像，由此求出待测干电池组的电动势E＝____________V、内阻r＝_____________Ω。
（计算结果保留三位有效数字）
11.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。
实验器材有：
待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1．5V，内阻很大），电阻箱R（0～99．99Ω）；单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
①先测电阻R1的阻值。
请将甲同学的操作补充完整：
闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数U2。
则电阻R1的表达式为R1=。
②甲同学已经测得电阻R1=4．8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。
该同学的做法是：
闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的
图线，则电源电动势E=V，电阻R2=Ω。
③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：
闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的
图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。
这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以同学的做法更恰当些。
12.实验室中准备了下列器材：
待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）
电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω）
电流表A（量程0~0.60A，内阻约0.10Ω）滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）
滑动变阻器R2（0~100Ω，1A）定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干
①小明同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内阻。
为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______。
（填代号）
②请在方框中画出他的实验电路图。
③右下图为小明根据实验数据作出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可得：
被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。
13.某实验小组的同学，在探究一斜面的滑动摩擦因数μ的实验时，让一滑块（可视为质点）沿倾角为370的斜面滑下，用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻滑块的位置照片，如图甲所示。
拍得滑块经过的五个连续位置A、B、C、D、E，再经过测量、计算得到滑块通过B、C、D、E各点的速度，取滑块经过A点时t0=0，在v-t图中描出了相对应的坐标点，如图乙所示，请完成下列问题。
（取g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8）（计算结果保留一位有效数字）
①在坐标（图乙）中画出小球向下运动的v—t图象
②根据①的图象，得出小球在位置A的速度大小vA=m/s
③根据①的图象，计算出斜面的滑动摩擦因数μ=
14.如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C。
某同学在一次实验时的情况如下：
a．根据图甲所示的电路图接好实验电路；
b．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数I0=490μA，电压表的示数U0=8.0V（I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压）；
c．断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测一次电流i值，将测得数据填入表格，并标示在坐标纸上（时间t为横坐标，电流i为纵坐标）如图乙中黑点所示。
根据上述实验，回答下列问题：
①在图乙中画出i－t图线；
②在①中，描绘的图线与坐标轴所围成面积的物理意义是____________；
③该电容器的电容为__________F（结果保留两位有效数字）。
参考答案
1.①1.9………………
②实验前未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不充分）…
③a.如图……………………
b．图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比
2.解析：
图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，D错误．答案：
B
3.解析：
（1）在弹性限度内，弹力F与伸长量x成正比，F＝kx，又根据题意可知，k＝YS/L.
则F＝kx＝Y
·x
得出杨氏模量Y＝
各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m2＝Pa，选项D正确．
（2）根据精确度判断可知a为毫米刻度尺，b为螺旋测微器．
（3）根据表格数据，描点、连线，可得F－x图象如图所示．根据斜率的物量意义表示劲度系数k，
k＝
≈3.1×102N/m.
（4）根据Y＝kL/S求得，Y≈5×106Pa.
答案：
（1）D
（2）毫米刻度尺 螺旋测微器 （3）图象见解析图 3.1×102 （4）5×106Pa
4.①BD；②0.81；③
，
，0.3
5.①A，C
（2.97~2.99），（13.19~13.21）
如图
（0.16~0.20），（4.50~5.10）
6.①C（3分）；②见答图1（3分）；③周期的平方与摆长成正比（说明：
其他说法正确同样得分。
3分）；
9.86（3分）
7．①0.526（3分）
（0.524~0.528）
②R2（3分）
③5.2（3分）
（4.9~5.5）
④B（3分）
8.①R12分②答案见下图，正确得2分
③1.472分0.932分
9.①见答图4②见答图6③见答图6④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）
10.【答案】
（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大
（2）①调节电阻箱R，断开开关K，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；
②断开开关D，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数
（3）2.812.33
【分析】测定电源电动势和内阻实验的原理知，此种接法出现误差的原因是电流表的分压作用。
而R=r+r安，
图线的斜率表示电源电动势的倒数，据此得出电动势E＝2.81v,内阻r＝2.33Ω。
有的考生不能正确理解
图象的物理意义，从而无法得出正确的答案。
属于难题。
【高考考点】用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验
【易错点】有些同学不知
图象的物理意义
【备考提示】用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验是中学需重点掌握的实验
11.①将s2切换到b，
②1．43（或
），1.2；③较小，甲。
12.①R1②见右图③1.46，0.75
13.②0.5③0.4
14．①如图
②电容器充电到电压为U0时所带的电荷量
③1.0×10-3
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