实验题专项练.docx

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实验题专项练

二、实验题专项练

力学实验专练

1．（10分）

（1）①下图中游标卡尺游标尺的每小格比主尺的每小格小________mm；该游标卡尺的读数应为________mm。

②螺旋测微器的读数应为________mm。

（2）如图，某实验小组用光电门、小车等实验器材探究小车加速度与合外力的关系。

①某次实验中挡光片经过光电门的挡光时间为t，已知小车出发位置与光电门距离为L，挡光片宽度为d，则小车的加速度a＝________。

②保证实验顺利完成，且结果精确，试举出两个需要注意的问题。

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

2．（10分）在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中。

（1）某同学采用如图甲所示的装置进行实验，________（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，________（选填“需要”或“不需要”）测量小车的质量。

甲

（2）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图乙所示。

在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离见下表，并画出对应的图线（其中横坐标数值表示第几个0.1s，纵坐标对应的是该0.1s内物体的位移）如图丙所示。

则小车的速度随时间________（选填“是”或“不是”）均匀变化；整个过程中小车的平均加速度为________m/s2。

（保留两位有效数字）

乙

丙

时间t/（×0.1s）

1

2

3

4

5

6

相邻计数点的

距离xn/cm

1.45

2.45

3.46

4.44

5.45

6.46

3．（10分）

如图所示为某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置，水平放置的木板上固定有一张白纸，一橡皮筋的一端固定在白纸上的O点，另一端A拴两个细绳套。

（1）下面为实验的一些操作步骤：

①比较F′和F的大小、方向是否近似相同；

②过P点用统一标度作出F、F1、F2的图示；

③用一个弹簧测力计钩住细绳套，拉A至某点P，在纸上标出P点，记下拉力F的方向和大小；

④用平行四边形定则作出F1、F2的合力F′；

⑤用两个弹簧测力计互成角度分别拉住两个细绳套，拉A至同样的位置P，在纸上记下两个力F1、F2的方向和大小。

这些实验步骤的合理顺序为________________。

（2）对于该实验，下列说法正确的是________。

A．两细绳套必须等长

B．若将细绳换成橡皮筋，对实验结果有影响

C．记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线

D．实验中,把橡皮筋的另一端拉到P点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大

（3）假如在上述实验步骤⑤中，使其中一个弹簧测力计拉力F1的大小不变，逐渐增大F1方向与合力方向之间的夹角，且保证两个弹簧测力计之间的夹角小于90°。

为了使橡皮条仍然伸长到P点，对另一只弹簧测力计的拉力F2的大小和方向与原来相比，下面说法中正确的是________。

A．F2一直变大，与合力方向的夹角一直增大

B．F2一直变大，与合力方向的夹角先变大后变小

C．F2一直变小，与合力方向的夹角一直减小

D．F2先减小后增大，与合力方向的夹角先减小后增大

4．（10分）某课外兴趣小组利用如图所示的实验装置研究“加速度与合外力的关系”。

（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是（　　）

A．不挂钩码，放开没有纸带的小车，能够自由下滑即可

B．不挂钩码，轻推没有纸带的小车，小车能够匀速下滑即可

C．不挂钩码，放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．不挂钩码，轻推拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可

（2）该小组同学实验时先正确平衡摩擦力，并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，改变钩码的个数，确定加速度a与细线上拉力F的关系，下列图象中能正确表示该同学实验结果的是________。

（3）在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz，某次实验中一段纸带的打点记录如图所示，则小车运动的加速度大小为________m/s2。

（保留3位有效数字）

5．（10分）某学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。

装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出。

现保持铝箱总质量不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力），不计滑轮的重力。

（1）某同学根据实验数据画出了a－F关系图线如图乙所示，则由该图象可得铝箱总质量m＝________，重力加速度g＝________（结果保留两位有效数字）。

（2）当砂桶和砂的总质量M较大导致a较大时，实验得到的加速度a的值可能是________。

（填选项前的字母）

A．12.0m/s2B．10.0m/s2

C．5.0m/s2D．6.0m/s2

6．（10分）

（1）某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，进行如下操作：

①用天平测定小球的质量为m＝10.0g；

②用游标卡尺测出小球的直径为d＝10.0mm；

③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为h＝80.90cm；

④电磁铁先通电，让小球吸在下端；

⑤电磁铁断电，小球自由下落；

⑥在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为t＝2.50×10－3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为________m/s。

⑦计算此过程中小球重力势能的减少量为________J，小球动能的增加量为________J。

（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）

（2）另一同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用h表示小球到光电门时的下落距离，用v表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的v2－h图象，则当地的实际重力加速度为g＝________m/s2。

7．（10分）用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。

m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

下图给出的是实验中获取的一条纸带：

0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。

已知m1＝50g、m2＝150g，则（计算结果保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v＝________m/s；

②在记数点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________J。

为了简化计算，设g＝10m/s2，则系统势能的减少量ΔEP＝________J；

③在本实验中，若某同学作出了

－h图象，如图所示，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g＝________m/s2。

电学实验专练

1．（8分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学在老师指导下，测得电流I和对应电压U的数据如表格1所示：

表格1

电压U（V）

0

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

1.00

1.30

1.50

电流I（A）

0

0.06

0.08

0.09

0.10

0.11

0.11

0.12

0.15

0.17

该同学做完实验记录数据后，并没有关掉电源，而是在小灯泡发光的情况下，移动滑动变阻器滑片让小灯泡慢慢变暗,再重新记录10组数据，如表格2所示：

表格2

电压U（V）

1.40

1.30

1.00

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0

电流I（A）

0.14

0.11

0.09

0.07

0.06

0.05

0.05

0.04

0.02

0

（1）为确保顺利完成本实验，请把图甲中的实验器材连接成实物电路图。

（2）选择合适的标度，将两组数据描在图乙所示的坐标纸上，画出小灯泡的伏安特性曲线。

（3）该同学发现两条曲线并不重合，请你解释其中的原因。

2．（8分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为4Ω。

（1）实验室提供了3V的电源和量程为100mA、内阻为10Ω的电流表，出于安全考虑，要将其改装成量程为0.6A的电流表，则在改装时应将阻值为R0＝________Ω的电阻与量程为100mA的电流表并联。

（2）为了精确测量该金属丝的电阻，某同学设计出如图甲所示的实验电路图，请按照该电路图完成图乙中的实物图连接。

（3）该同学正确连接好电路，进行实验测量后作出了电压表和电流表示数的U－I图线如图丙所示。

若该金属丝的长度为50cm，金属丝的直径为0.680mm，结合图丙可得出金属丝的电阻率应为________Ω·m（结果保留两位有效数字）。

3．（8分）如图甲所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2.0Ω的电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

U（V）

1.2

1.0

0.8

0.6

I（A）

0.10

0.17

0.23

0.30

（1）R0的作用是____________________________________________________。

（2）用作图法在图乙坐标系内作出U－I图线。

（3）利用图线，测得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

（4）某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图丙所示，由所得图线可知，被测电池组电动势E＝________V，电池组的内阻r＝________Ω。

4．（8分）学校某学习兴趣小组为测定某电阻Rx的阻值。

（1）先用多用表粗测该电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针几乎满偏，因此需选择________倍率的电阻挡（填“×100”或“×1”），再次进行正确测量，多用表的示数如图所示，粗测电阻的结果Rx为________Ω。

（2）该学习兴趣小组为了进一步准确测量其电阻的阻值，实验室老师给学生提供了如下器材：

A．一节蓄电池（电动势4.0V，实验室老师测量其内阻为r＝3.20Ω）

B．电流表A1（0～0.6A，内阻约0.125Ω）

C．电流表A2（0～3A，内阻约0.025Ω）

D．电压表V1（0～3V，内阻约3kΩ）

E．电压表V2（0～15V，内阻约15kΩ）

F．滑动变阻器R1（最大阻值20Ω，额定电流1A）

G．开关一个、导线若干

为了减小实验测量误差，要求电表测量时指针偏转要达到满偏的

以上，电压表应选用________，电流表应选用________（均填器材前的字母）。

请根据你选择的器材设计一个进一步准确测量Rx阻值的电路画到下面的方框中。

（3）

根据你自己设计的实验电路，进行实验。

把实验中电压表与电流表测量得到的多次符合实验要求的电压值与电流值，利用右边的U－I坐标系进行数据处理，若做出的图象为倾斜的直线且斜率大小为k，则Rx＝________（用题中字母表示）。

5．（8分）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。

A．电压表V1（量程6V、内阻很大）

B．电压表V2（量程4V、内阻很大）

C．电流表A（量程3A、内阻很小）

D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）

E．小灯泡（2A、5W）

F．电池组（电动势E、内阻r）

G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：

若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。

（1）请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整

甲

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。

（结果保留两位有效数字）

（3）在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为______。

6．（8分）某同学为研究热敏电阻RT（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I－U关系，设计了如图甲所示的电路图。

（1）该同学设计实验电路并连接了部分实物，如图乙所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整；

（2）该同学对两个不同的热敏电阻RA、RB分别进行了测量，得到了两个热敏电阻的I－U关系曲线，如图丙所示。

把热敏电阻RB与定值电阻R0＝250Ω串联后接到路端电压为3V的电源上，此时RB的阻值为________Ω。

（3）该同学又将RA、RB、定值电阻R0＝250Ω与电压恒为7V的稳压电源连接，组成如图丁所示电路，则此时电路中的电流大小为________mA。

二、实验题专项练

力学实验专练

1．解析　

（1）①20分度的游标卡尺，游标尺每格0.95mm，比主尺每格小0.05mm。

游标卡尺读数13mm＋16×0.05mm＝13.80mm。

②螺旋测微器读数0.5mm＋14.1×0.01mm＝0.641mm。

（2）①由v2＝2aL，v＝

可知a＝

。

②实验之前要平衡摩擦力，以保证钩码的重力充当合外力；钩码质量应远小于小车质量，以保证钩码重力近似等于小车受到的拉力；挡光片尽量窄一些，L距离尽量大一些，以保证利用光电门所求得的速度更加接近瞬时速度。

答案　

（1）①0.05（2分）　13.80（2分）　②0.641mm（0.641或0.642均正确）（2分）　

（2）①

（2分）　②实验之前要平衡摩擦力；钩码质量应远小于小车质量；挡光片尽量窄一些，L距离尽量大一些（举出两个即可得2分）

2．解析　

（1）本实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律，故不需要平衡摩擦力，也不需要测量小车的质量。

（2）由题图知，小车的速度随时间是均匀变化的，可求小车的加速度x6－x1＝5aT2，解得加速度a≈1.0m/s2。

答案　

（1）不需要（2分）　不需要（2分）　

（2）是（2分）　1.0（0.95～1.1均可）（4分）

3．解析　

（1）由“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知，顺序应为③⑤②④①；

（2）实验中，为了防止超过弹簧测力计的量程，在把橡皮筋的另一端拉到P点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大。

（3）F1与F2的合力不变，做出力的矢量三角形，当F1大小不变，而逐渐增大F1方向与合力方向之间的夹角时，F2一直变大，与合力方向的夹角先变大后变小，但题干中界定了两弹簧测力计之间的夹角小于90°，所以F2方向与合力方向的夹角是一直变大的，故B、C、D错误，A正确。

答案　

（1）③⑤②④①或⑤③②④①（4分）　

（2）D（4分）　（3）A（2分）

4．解析　

（1）平衡摩擦力时，使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，不挂钩码，轻推拖着纸带的小车，小车能够做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡。

选D。

（2）因为拉力是由传感器测出，已经平衡了摩擦力，则加速度与拉力的关系图线是过原点的倾斜直线，即加速度与拉力成正比。

选A。

（3）根据Δx＝aT2，运用逐差法得，a＝

＝7.50m/s2。

答案　

（1）D（3分）　

（2）A（3分）　（3）7.50（4分）

5．解析　

（1）铝箱所受的合力即为绳的拉力与重力的合力，绳的拉力等于力传感器示数的一半，对铝箱根据牛顿第二定律得

－mg＝ma，即a＝

F－g，根据图象可得m＝0.20kg，g＝9.8m/s2。

（2）根据牛顿第二定律可得a＝

g

答案　

（1）0.20kg（4分）　9.8m/s2（4分）　

（2）CD（2分）

6．解析　

（1）小球经过光电门时的速度为v＝

＝4.00m/s，小球重力势能的减少量为ΔEp＝0.01×10×（0.8090－0.005）J＝0.0804J，小球动能的增加量为ΔEk＝

mv2＝0.0800J。

（2）小球下落过程中机械能守恒，有mgh＝

mv2，整理得v2＝2gh，由图象得g＝9.7m/s2。

答案　

（1）4.00（2分）　0.0804（2分）　0.0800（3分）　

（2）9.7（3分）

7．解析　

（1）v5＝

＝

m/s＝2.4m/s；

（2）在0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝

（m1＋m2）v

＝

×0.2×2.42J≈0.58J；

系统重力势能的减小量为（m2－m1）gh＝0.1×9.8×（0.384＋0.216）J≈0.59J；

（3）根据系统机械能守恒有（m2－m1）gh＝

（m1＋m2）v2，则

v2＝

gh，知图线的斜率k＝

g＝

，解得g＝9.7m/s2。

答案　

（1）2.4（3分）　

（2）0.58（2分）　0.59（2分）　（3）9.7（3分）

电学实验专练

1．解析　

（1）由表格中数据可知，灯泡两端电压从0开始变化，故滑动变阻器要采用分压式接法，实物连接图如答案所示。

（2）在坐标纸上描点，并用平滑的曲线将描点连接起来。

（3）电压减小过程中，由于灯泡有余热，温度比较高，测出的电阻和电压增大时测出的电阻不一样，所以两条曲线不重合。

答案　

（1）如图甲所示（2分）

（2）如图乙所示（3分）

（3）电压减小过程中，由于灯泡有余热，温度比较高，测出的电阻和电压增大时测出的电阻不一样，所以不重合。

（3分）

2．解析　

（1）根据电流表改装原理知：

IgRg＝（I－Ig）R0，所以R0＝

＝

Ω＝2Ω

（2）实物图连线如图所示。

（3）由于将电流表改装后量程放大了6倍，所以流过金属丝的电流是电流表示数的6倍，故金属丝的电阻应为U－I图线斜率的

，即Rx＝5Ω。

金属丝的横截面积S＝

d2，又根据电阻定律Rx＝ρ

，知ρ＝

＝

＝

Ω·m＝3.6×10－6Ω·m

答案　

（1）2（3分）　

（2）见解析图（3分）　（3）3.6×10－6（3分）

3．解析　

（1）一节干电池的电流不宜长时间超出0.6A，否则会损坏电池；电流表也有量程，不能超过。

（2）先描点，然后用一条直线连接起来，如果不能通过所有点，使曲线两侧的点数大致相同，如答案图所示。

（3）电源的U－I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E＝1.5V；斜率表示内电阻，即R0＋r＝

＝

＝3.0Ω，故r＝（3.0－2.0）Ω＝1.0Ω。

（4）当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图象可以看出，当电阻R＝

5Ω时，电源的输出功率最大，为45W，故电源内阻为5Ω；再根据P＝I2R＝（

）2R，有：

45＝（

）2×5，解得：

E＝30V。

答案　

（1）保护电源、电表，防止短路（1分）

（2）如图（2分）

（3）1.5（1分）　1.0（1分）　（4）30（2分）　5（1分）

4．解析　

（1）多用电表测电阻时指针几乎满偏，因Rx＝读数×倍率，说明选取的倍率大了，所以倍率选“×1”。

由图知，其精度为0.5Ω，且指针刚好指到刻度线，所以粗测电阻的结果Rx为1.0Ω。

（2）电源电动势才4V，指针偏转要达到满偏的

以上，所以电压表应选D，由于粗测电阻Rx的结果为1.0Ω，从滑动变阻器的阻值看有Rx≪R变，应使用限流接法，则电路中的最大电流为Im＝

≈0.95A，指针偏转要达到满偏的

以上所以电流表只能选B。

从所给实验器材看，只能用伏安法测电阻。

又由U＝Im·Rx知最大电压约为0.95V，这样电压表V1指针偏转达不到满偏的

以上，所以用常规的伏安法测该电阻不符合要求。

题中电源的内阻已知，只有把Rx看成电源内阻的一部分，利用伏安法测量电源电动势与内阻的方法来测Rx，根据分析测量电路图如答案图。

（3）既然相当于测量电源的内阻，根据数据画出的U－I图象应该为一倾斜的直线，即直线的斜率大小为电源内阻与待测电阻的总和，则k＝r＋Rx，Rx＝k－r。

答案　

（1）×1（1分）　1.0（1分）

（2）D（1分）　B（1分）　电路图如下（2分）

（3）k－r（2分）

5．解析　

（1）先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为2.5V，且电阻较小，故电压表V2直接与小灯泡并联，而电压表V1则测量路端电压，电路如图所示。

（2）根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小。

据此可知电动势E＝4.5V，r＝1.0Ω。

（3）由图象可知，小灯泡两端电压为2.5V，电源内电压为2V，故滑动变阻器连入电路阻值为0Ω。

电源的效率为η＝

×100%＝55.6%。

答案　

（1）见解析图（2分）　

（2）4.5（2分）　1.0（1分）

（3）0（1分）　55.6%（2分）

6．解析　

（1）根据电流路径按电路图连接实物图。

（2）在图丙中作定值电阻的I－U图（图略），即数值关系为I＝

×1000＝4U的图象，由图可知当电流为5mA左右时，定值电阻和RB两端电压之和为3V，故RB的阻值为360Ω左右。

（3）通过图象可知，当电流为12mA时，URA＝1.2V，URB＝2.8V，U定＝3V，三者之和为7V，满足题意，故电流为12mA。

答案　

（1）如图所示（3分）

（2）360±3（2分）

（3）12（在11.5～12.5范围）（3分）