专题训练 实验题 doc.docx
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专题训练实验题doc
题型二实验题
考查“动能定理的探究”
1.（2009·广东·15）（10分）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图1所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.
（1）实验主要步骤如下：
①测量和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在C点,,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.
③在小车中增加砝码,或,重复②的操作.
（2）表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,|v22－v12|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中
ΔE3=,W3=.（结果保留三位有效数字）
（3）根据表1,请在图2中的方格纸上作出ΔE-W图线.
次数q
M/kg36
|v12－v22|
/m/s）2
ΔE/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
ΔE3
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
答案
（1）①小车、砝码②然后释放小车
③减少砝码
（2）0.6000.610
（3）如下图所示
考查“游标卡尺的计数”和“测定金属丝的电阻率”组合
2、（2009·江苏·10）（8分）有一根圆台状匀质合金棒如图5所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验：
（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图6中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=cm.
（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图7所示（相关器材的参数已在图中标出）.该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是.（用标注在导线旁的数字表示）.
（3）改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现:
在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=.（用ρ、L、d、D表示）
解析
（1）主尺读数9.9cm,游标尺读数0.05mm×8=0.40mm,两者相加即得读数为99.40mm,即9.940cm.
（2）由于金属棒的电阻远小于电压表内阻,电流表应采用外接法（“大内偏大，小外偏小”）,连接不当的导线是⑥.
考查“多用电表的读数”、“测定电源的电动势和内阻”和“探究功与物体获得的速度关系”的组合
指针
位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
mA
直流电压2.5V
V
b
电阻×100
Ω
3、（2009·安徽·21）（18分）Ⅰ.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a和b的位置,如图8所示.若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位.a和b的相应读数是多少？
请填在表格中.
Ⅱ.用图9所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
（a）电流表（量程0.6A、3A）;
（b）电压表（量程3V、15V）;
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）;
（d）定值电阻器（阻值10Ω、额定功率10W）;
（e）滑动变阻器（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）;
（f）滑动变阻器（阻值范围0~100Ω、额定电流1A）.
那么
（1）要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;R0应选择Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是Ω的滑动变阻器.
（2）引起该实验系统误差的主要原因是.
Ⅲ.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图10所示,实验主要过程如下：
（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……;
（2）分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3、……;
（3）作出W-v草图;
（4）分析W-v图像.如果W-v图像是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系.
以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是.
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…….实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…….
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.
C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.
解析Ⅰ.直流电流a位置时读数I=
直流电压a位置读数U=×11.5V=0.57V测电阻在b位置R=3.2×100Ω=320Ω
Ⅱ.
（1）一节干电池的电动势为1.5V,所以电压表量程选择3V即可,一节干电池的允许电流在0.6A以下,因此电流表量程选择0.6A即可.
R0起保护作用使电路中的电流在0.6A以下,若选用定值电阻10Ω,估算最大
电流为Imax==0.3A则电流表指针指在半刻度以下,测量误差太大,因此定值电阻应选用1Ω的.
若选用滑动变阻器0~100Ω的,则使用范围太小,不方便操作,因此选用滑动变阻器0~10Ω即可.
（2）电流表应测量通过电源的电流,但由于电压表的
分流作用,电流表实验测量的电流值比通过电源的电流小,所以引起该实验误差的主要原因是电压表的分流.
Ⅲ.求解速度的方法是选取纸带上点距均匀处,得到小车获得的速度.因此选项D错误.其他选项都对.
答案Ⅰ.23.00.57320Ⅱ.
（1）30.610~10
（2）电压表的分流Ⅲ.D
4、（2009·宁夏·22）（4分）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度L,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d,示数如图11所示.由图可读出L=cm,
d=mm.
答案2.256.860
分析2009年各地实验题,可以看出有以下特点:
（1）都是两个实验的组合,形式为“一大一小”或“一力一电”的形式.
（2）从考查内容上看,都是考纲所规定的实验.
（3）考查的热点主要有以下几点
基本仪器的使用和读数;探究动能定理;测定金属的电阻率;测定电源的电动势和内阻;自动控制电路的设计等.
预计2010年高考,实验题的设计形式不会有较大变化,考查的热点仍然是基本仪器的使用和读数,围绕电学实验展开的电路设计和实物连接.
所谓设计性实验,是指据现行物理课程标准要求,在学生掌握的基本实验原理基础上,应用基本测量仪器自行设计实验方案的实验.设计性实验命题的考查内容,涉及到对实验原理的再认识和加工,实验方案的确定（实验器材的选择和迁移应用,实验步骤的安排,实验数据的处理方法,误差的分析及对实验的总结和评价等）.
1.实验设计的基本思路
2.实验设计的基本方法
（1）明确目的,广泛联系
题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探索什么规律,这是实验的目的,是实验设计的出发点.目的明确后,应用所学知识,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系,以此来确定实验的原理.
（2）选择方案,简便精确
对于同一个实验目的,可能存在多种实验原理,进而形成多种（可供选择的）设计方案.一般说来,选择实验方案主要遵循四条原则是:
①科学性:
设计的方案有科学的依据和正确的方式,符合物理学的基本原理.②可行性:
设计方案实施时,应安全可靠不会对人身、器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,且成功率高.
③精确性:
在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的方案.
④简便、直观性:
设计方案应便于实验操作、读数,便于进行数据处理,便于实验者直观、明显地观察.
（3）依据方案,选定器材
实验方案选定后,考虑该方案需要哪些装置,被测定量与哪些物理量有直接的定量关系,分别需用什么仪器来测定,以此来确定实验所用器材.
（4）拟定步骤,合理有序
实验之前,要做到心中有数:
如何组装器材,哪些物理量先测,哪些物理量后测,应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.
（5）数据处理,误差分析
高考对此要求不高,但常用的数据处理方法（如:
平均法、图象法、描迹法、比较法等）和误差分析方法还是应该掌握的,在设计实验时应予以考虑.
大演练
1、要精确测量一个阻值约为5Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材
电流表A1:
量程100mA,内阻r1约为4Ω
电流表A2:
量程500μA,内阻r2约为750Ω
电压表V:
量程10V,内阻r3约为10kΩ
滑动变阻器R0:
阻值约20Ω
电池E:
电动势E=1.5V,内阻很小
电键K,导线若干.
①选出适当器材,并在下面的虚线方框中画出电路图,标明所用器材的字母代号.
②需要测量的物理量是（并标明相应的字母代号）.
③根据所测物理量,写出求电阻阻值的表达式Rx=.
答案①电路图如下图所示
②流过电流表A1的电流I1,流过电流表A2的电流I2③
2、（2009·内江市第三次模拟）某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E（电动势约为1.5V,内阻约为1Ω）
B.电流表G（满偏电流3.0mA,内阻为100Ω）
C.电流表A（量程0~0.6A,内阻约为1Ω）
D.滑动变阻器R1（0~10Ω,额定电流为2A）
E.滑动变阻器R2（0~1kΩ,额定电流为1A）
F.定值电阻R0（阻值为900Ω）
G.开关一个,导线若干
（1）为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选.
（2）根据题意在图18中画出该实验所需要的电路图.
3）根据电路图,将实物图19连接起来,组成完整的电路.
（4）如图20所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为V,内电阻
为Ω（保留2位有效数字）
答案
（1）D
（2）如下图所示
（3）如下图所示（4）1.40.67
3、（2009·泉州市质检）
（1）图21甲是用来探究加速度和力、质量之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图.两辆相同的小车放在光滑水平桌面上,前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个相同的小盘.两辆小车通过细线用夹子固定,打开夹子,小盘牵引小车运动,合上夹子,两小车同时停止.实验中保证小盘和砝码的总质量远小于小车的总质量,这样可近似认为细线的拉力与小盘的总重力大小相等.
①在探究小车加速度与外力的关系时,需在两小盘内放置的砝码,在两小车内放置的钩码进行实验.
②在探究小车加速度与质量的关系时,需在两小盘内放置的砝码,在两小车内放置的钩码进行实验.
答案
（1）①不同质量相同质量（或相同个数）
②相同质量不同质量（或不同个数）
4、（2009·江门市第二次模拟）
（1）如图28所示,甲图中螺旋测微器的读数
为mm,乙图中游标卡尺的读数为cm.
（2）学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中,图29为实验装置简图（所用交变电流的频率为50Hz）.
（一）同学们在进行实验时,为了减小实验时的系统误差,使分析数据时可以认为砂桶的重力等于小车所受的合外力,你认为应采取的措施有:
①.②.
（二）如图30所示是某小组在做实验中,由打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm、x3=
8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm,x6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是m/s,小车运动的加速度计算表达式为,加速度的大小
是m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
答
（1）10.501（10.00~10.502）10.155
（2）
（一）①将长木板一端垫起,让小车重力沿斜面的分力平衡摩擦阻力;②小车质量远大于沙桶的总质量
（二）0.86a==0.64
5、（2009·深圳市5月第二次调研）
（1）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图31甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳套.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是.
②在本实验中,两次拉橡皮条时,都需要将橡皮条的结点拉到,这样做的目的是.
（2）某实验小组利用如图32甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2.
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=
12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:
当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了J;此时重物的动能比开始下落时增加了J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是.（重物质量m已知）
②在图乙所示的纸带基础上,某同学又选取了多个计数点,并测出了各计数点到第一个点O的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出的图线应是如下图中的.图线的斜率表示.
答案
（1）①F′②相同位置保证前后两次拉橡皮条时的效果相同
（2）①1.88m1.96m该实验小组做实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键或者释放纸带时手抖动了
②C重力加速度g
6、（2009·曲阜师大附中模拟）（10分）某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r（电动势约为4V,内阻在几欧姆到几十欧姆之间）
A.电压表V（量程6V,内阻约为6.0kΩ）
B.电流表A（量程2mA,内阻约为50Ω）
C.电阻箱R（0~999.9Ω）
D.开关S一只、导线若干
（1）某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,你认为可行吗?
请说明理由.
（2）今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请在下面的虚线方框中画出实验电路图.
（3）根据
（2）中实验电路测得的5组U、R数据,已在坐标系中描出了各点,请在图1中作出图象.根据图象求得
E=V,r=Ω.
答案
（1）不可行根据所给数据,即使电路中电阻箱取最大值,电路中电流也已大于电流表量程2mA,故不可行
（2）如下图所示（3）3.6~3.79.5~10.5
如下图所示
7、（2009·马鞍山市第三次质量检测）（18分）Ⅰ.在“利用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”的实验中,打点计时器接在50Hz的低压交变电源上.某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）.如图2所示.
（1）从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?
（2）若测得AB段纸带的长度为2.0cm,EF段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为m/s2.
Ⅱ.一额定功率为0.01W的电阻,其阻值不详.用欧姆表粗测其阻值结果如图3所示（挡位上×1K）.现有下列器材,试设计适当的电路,选择合适的器材,较精确地测定其阻值（滑动变阻器的调节要方便）.
A.电流表,量程0~400μA,内阻150Ω
B.电流表,量程0~10mA,内阻45Ω
C.电压表,量程0~3V,内阻6kΩ
D.电压表,量程0~15V,内阻30kΩ
E.干电池两节,每节电动势为1.5V
F.直流稳压电源,输出电压6V,额定电流3A
G.直流稳压电源,输出电压24V,额定电流0.5A
H.滑动变阻器,0~50Ω,1A
I.滑动变阻器,0~4kΩ,0.1A
J.电键一只,导线若干
（1）欧姆表测得的电阻值约为Ω.
（2）电流表应该选择,电压表应该选择,电源应该选择,滑动变阻器最好选择（填字母代号）.
（3）在虚线方框中画出电路原理图.
答案Ⅰ.
（1）BC
（2）2.0Ⅱ.
（1）40×103
（2）ADGH
3.（2009·韶关市第二次模拟）（18分）Ⅰ.某探究学习小组的同学欲以图4装置中的滑块为对象验证“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:
（1）你认为还需要的实验器材有.
（2）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
（3）在
（2）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,测出这两点间的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1（4）如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,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（v1答案Ⅰ.
（1）天平,刻度尺
（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力
（3）mgL=（4）mgL=
8、（2009·安庆市第三次模拟）（14分）Ⅰ.
（1）如图9甲所示,螺旋测微器的读
数mm.
（2）如图9乙所示,游标卡尺的读数为mm.
Ⅰ.
（1）3.851~3.854
（2）10.95
6.（2009·烟台市适应性练习一）（14分）
（1）某课外小组利用重物自由下落探究外力做功与物体动能变化的关系,将打点计时器固定在铁架台上,让重物带着纸带由静止自由下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点.实验中挑选出一条点迹清晰的纸带如图11所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,用直尺量得AB=2.1mm、BC=5.9mm、CD=9.8mm,DE=13.7mm、EF=17.5mm.当地重力加速度为g=9.80m/s2.用天平称出重物的质量是m=1.00kg,则纸带上面B点到E点所对应的过程中,重力对重物所做的功为W=J,重物动能的变化量ΔEk=J,根据以上计算所得到的实验结论是.（计算结果均保留三位有效数字）
（1）0.2880.284在误差允许范围内,合外力所做的功等于物体动能的变化
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