2016届高三复习理综实验专题之物理(8)Word版含答案

理科综合物理实验部分

1．I．为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实

验．在小木板上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量可不计），弹簧秤下

吊一个光滑小球。将木板连同小球一起放在斜面上。如图3-3-48所

示，木板固定时，弹簧秤的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳

定时弹簧秤的示数是F2，测得斜面的倾角为θ．由测量的数据可以

计算出小木板跟斜面间动摩擦因数为．

II．（10分）某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系实验中，不改变拉力T（即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg一定），只改变物体的质量M，得到了如下表所示的几组实验数据。其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已经打出了纸带，如图所示。打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各

（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C点的瞬时速度v C= m/s，O点的瞬时速度v0= m/s，以及加速度a= m/s2，并填入上表空缺中。

（结果保留两位有效数字）

（2）该实验开始进行时，要先，具体操作方法是

；只有当小车质量M与小车悬挂线通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量m大小满足

时，方可认为细线对小车的拉力T的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg。2．I．在“验证力的平行四边形法则”实验中，如图所示，用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O，使其位于E处，此时α+ β= 900，然后保持A的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可采取的办法是（）

A、增大B的读数，减小β角。

B、减小B的读数，减小β角。

C、减小B的读数，增大β角。

D、增大B的读数，增大β角。

II．电磁打点计时器是仪器，使用电源。若交流电

频率为50Hz，则打相邻两点的时间间隔是_______s，现用它测定物

体作匀变速直线运动的加速度。实验时，若交流电的频率低于50Hz，

最后计算时仍按50Hz，所测得的加速度的值将偏________。

在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，如图为一次实验得到的一条纸带，纸带

上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm ）。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v 4＝________m ／s ，小车的加速度大小a ＝________m ／s 2。 3．I ．（6分）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz

在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是图所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：

A S =16．6mm

B S =126．5mm D S =624．5mm

若无法再做实验，可由以上信息推知： ①相信两计数点的时间间隔为__________S

②打C 点时物体的速度大小为____________m/s （取2位有效数字） ③物体的加速度大小为__________（用A S 、B S 、C S 、D S 和f 表示）

II ．（8分）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。

（１）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：

① 小车自斜面上方一固定点Ａ1从静止开始下滑至斜面底端Ａ2，记下所用的时间t ② 用米尺测量Ａ1与Ａ2之间的距离s ，则小车的加速度=a ____________。

③ 用米尺Ａ1相对于Ａ2的高h 。设小车所受重力为mg ，则小车所受的合外力Ｆ＝________。④ 改变_________________，重复上述测量。

⑤ 以h 为横坐标，2/1t 为纵坐标，

根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。 （2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过

程中，某同学设计的方案是： ① 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测

量此时Ａ1点相对于斜面底端Ａ2的高度h o 。② 进

行（1 ③ 计算与作图时用（h －h o ）代替h 。

对此方案有以下几种评论意见： A ．方案正确可行

B ．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。

C ．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。 其中合理的意见是________。 4．（11分）物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为0．75W ，

额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的

电阻约2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U =PR =75.02?V =1．23V 。他

们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压达到1．23V 时，发现灯泡亮度很弱，继续缓慢地增加电压，当达到2．70V 时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，并将数据记录在表中。 A ．电压表V （量程3V ，内阻约3kΩ） B ．A 1电流表（量程150mA ，内阻约2Ω） C ．电流表 A 2（量程500mA ，内阻约0．6Ω） D ．滑线变阻器R 1（0－20Ω） E ．滑线变阻器R 2（0－50Ω）

F ．电源E （电动势4．0V ，内阻不计）

G ．开关S 和导线若干

请你根据实验要求，帮助他们完成实验分析：

（1）根据表中的实验数据，在给出的方格纸内作出U —I 图线，并从图线上分析该灯的额定电压应为________V ；这一结果大于一开始的计算结果，原因是____________________________________。

（2）从表中的实验数据可以分析，他们实验时所选择的最佳电路和器材应为下面四个电路图中的图 ；电流表选择 （填A 1或A 2）；滑线变阻器选择 （填R 1或R 2）。

5．I ．（4分）下列有关高中物理实验的说法中，正确的是 （ ） A ．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法 B ．电火花打点计时器的工作电压是220Ｖ的直流电 C ．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，

可求出任意两个计数点之间的平均速度 D ．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量 II ．（11分） 一毫安表头 mA 满偏电流为9.90mA ，内阻约为300Ω，

要求将此毫安表头改装成量程为1A 的电流表，其电路原理如

图所示。 图中 A 是量程为2A 的标准电流表，R 0为电阻箱， R 为滑动变阻器， S 为开关， E 为电源． （1）完善下列实验步骤：

①将右侧的实物图按电路 原理图连线；

②将滑动变阻器的滑动头

O 100 200 300

I /mA

U /V 2.0 3.0 1.0

调至 端（填“a ”或“b”）， 电阻箱 R 0的阻值调至零； ③ 合上开关；

④ 调节滑动变阻器的滑动 头，增大回路中的电流，使 标准电流表读数为1A;

⑤ 调节电阻箱R 0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会 _______（填“增大”．“减小”或“不变” ） ;

⑥ 多次重复步骤 ④ ⑤ ，直至标准电流表的读数为1A ，同时毫安表指针满偏． （2）回答下列问题：

①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1Ω，由此可知毫安表头内阻】为Ω．

②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 A ．

参考答案

1．I ．设小球的质量为m ，木扳与小球的总质量为M ，木板与斜面间的动摩擦因数为μ，由题

意得：F 1＝mg sin θ ① 放手后，木板和小球沿斜面向下匀加速运动，由牛顿第二定律得：Mg sin θ －μMg cos θ =Ma

②

对小球有：m g sin θ－F 2＝ma ③

解①②③得 θμtan 1

2

F F

=

II ．（10分）（1）0．35m/s 0．98m/s 2; 0．086m/s

（2）①要平衡摩擦阻力f ；②适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，

恰使拖有纸带的小车匀速下滑；③M>m 2．I ．B II ．详细分析：（1）计时， 6V 交流， 0．02 ， 大

（2）显然，纸带上每相邻的两计数点间的时间间隔为0．1s 。故有速度

v 4＝

4T S 6-2=T S S 42060---==??--2101

.0455

.370.19 0．40m ／s

而利用“逐差法”小车的加速度大小a ＝

2

01

3412452356(3T)

S -S -S S S S ++-=0．76m ／s 2。 3．I ．答案：⑴①0．02s ②2．5 m/s ③75

)23(2

f s s s A B D +-

详细分析：⑴①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点， 则相邻两计数点的时间间隔为T=0．02s 。

②根据间的平均速度等于点的速度得5.22=-=

T

s s v B

D C m/s ③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT 2均匀增大，有

2aT AB BC +=，222aT AB aT BC CD +=+=，232aT AB BD +=，所以

75)23(3)(2)(2

2

f s s s T

s s s s a A B D A B B D +-=-?--=

II ．（1） ②

2

2t

s （2分） ③s h

mg （2分） ④斜面倾角（或填h 的数值）（2分） （2） C

4．（11分）

详细分析：作出U —I 图线，如图所示。由图线得，电压等于2．5V 时，电流约0．3A ，其功率约为0．75W ，即该灯的额定电压为2．5V 。灯泡电阻随温度升高而变大，故一开始的计算结果偏小。由记录的数据可知，毫安表需选用A 2，并且需外接，在控制电路中，当采用限流式接法时，通过表中第一组数据可以求出可变

电阻R 约为（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故选用变阻器R 2完全可以满足要求，电路图选（A ）。若采用分压式接法，由于灯泡的最大电阻约2．5/0．3＝8．3Ω，变阻器R 1与灯泡并联部分的最大阻值约为16．7Ω（电动势为4V ），滑动触头在阻值0~16．7Ω间滑动，也可以比较方便地进行操作，电路图选择（C ）。 答案：（1）如图（3分）；2．5（2分）；灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或答灯泡电阻随温度升高而变大，意思对就可以给分），（1分）； （2）（A ）（2分）；A 2（1分）；R 2（2分）；（说明：如果电路图选（C ），且滑线变阻器选R 1的，可以得4分；电路图选（C ），但滑线变阻器选R 2的，只能得2分） 5．I ．（4分） A C II ．（11分）⑴ ①连线如图 （3分 ） ② b （ 2分） ⑤ 减小 （ 2分） ⑵ ①310 Ω ② 0．495 A （0．494～0．496均可） （ 各2分）