高考考前訓(xùn)練題二．實驗題部分
1．現(xiàn)要測定一根尼龍絲能承受的最大拉力F，手頭只有一個質(zhì)量為m的砝碼（已知F＞mg）和一個米尺．請回答：
（1）畫出實驗方案的示意圖；
（2）其中需測量的物理量是__________；
（3）尼龍絲能承受的最大拉力F的表達式是_________．
答案：（1）實驗方案的示意圖如圖所示．
（2）需要測量的量是：尼龍絲的長L和剛好拉斷時兩懸點間的距離l．
（3）尼龍絲能承受的最大拉力的表達式是
2．一打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖（a）所示．圖（b）是打出的紙帶的一段．
（1）已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，利用圖（b）給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_____．
（2）為了求出小車與斜面間的動摩擦因數(shù)
，還需要測量的物理量有________________________．
用測得的量及加速度a表示小車與斜面間的動摩擦因數(shù)=_______________．
答案：（1）4.00m/s2
（2）斜面上任兩點處間距l及對應(yīng)的高度差h．
（若測量的是斜面的傾角
，則
）
3．在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙，并將該木板豎直立于緊靠槽口處．使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離糟口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測得木板每次移動距離x=10.00cm，A、B間距離
cm，B、C間距離
cm．（g取
m/s2）
（1）根據(jù)以上直接測量的物理量得小球初速度為
_________（用題中所給字母表示）．
（2）小球初速度的測量值為_____________m/s．
答案：（1）
（或：
，或：
，或：
）
（2）1.00±0.02
4．如圖（乙）所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器．當燒斷掛圓柱的線后，圓柱豎直自由落下，毛筆就在圓柱白紙上劃出記號，圖（甲）所示，測得記號之間的距離依次為26、42、58、74、90、106mm，已知馬達銘牌上有“1440r／min”字樣，請說明如何由此驗證機械能守恒．
答案：其方法如下：
①由馬達銘牌“1440 r／min”算出毛筆畫的線距時間間隔了
（s）②根據(jù)
算出任意選取的相鄰兩條線的瞬時速度．
（m/s）
（m/s）
∴ 
（J）
而 
（J） 驗證完畢．
說明：就實驗所得數(shù)據(jù)還可驗證當?shù)氐闹亓铀俣萭值．
5．用如圖所示的裝置進行驗證動量守恒的以下實驗：
（1）先測出滑塊A、B的質(zhì)量M、m及滑塊與桌面的動摩擦因數(shù)
，查出當?shù)氐闹亓铀俣?i>g；
（2）用細線將滑塊A、B連接，使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài)，滑塊B緊靠在桌邊；
（3）剪斷細線，測出滑塊B做平拋運動落地時的水平位移為s1，滑塊A沿桌面滑行距離為s2．
為驗證動量守恒，寫出還須測量的物理量及表示它的字母___________．如果動量守恒，須滿足的關(guān)系是_________________．
答案： 桌面離地面高度h 
說明：這是一個可以用來驗證動量守恒定律的驗證性實驗．該題構(gòu)思新穎，從驗證動量守恒的實驗出發(fā)，考查了平拋運動、動量定理、動能定理、動量守恒定律等高考熱點．
燒斷細繩后在彈簧的彈力作用下，B、A以一定的水平速度分別向左、右運動．
A在水平桌面上向右作勻減速滑動時，克服摩擦做功，由動能定理可得
，得
；B向左作平拋運動，必須測得拋出時桌面離地面高度h，由平拋運動規(guī)律可知：
，
，即
．測算得
、
后，如果動量守恒，必須滿足關(guān)系式：
，即．
6．假設(shè)我們已經(jīng)進入了航天時代，一個由三個高中學(xué)生組成的航天興趣小組正乘外星科學(xué)考察飛船前往X星球，準備用攜帶的下列器材測量X星球表面的重力加速度g，這些器材是：
A．鉤碼一盒，質(zhì)量未知且各鉤碼質(zhì)量不等
B．重錘一個，質(zhì)量未知
C．帶孔金屬小球一個，直徑已知為d
D．太陽能電池板一塊，輸出直流電壓可滿足任何要求
E．無彈性的絲線若干根
F．導(dǎo)線，開關(guān)若干
G．刻度尺1把
H．測力計1個
I．天平1臺（含砝碼1盒）
J．打點計時器1臺（含復(fù)寫紙片、紙帶）
K．電子秒表1個
L．帶有光控計時器的實驗平板一塊．在平板兩端各有一個光控門，同時還配有其專用的直流電源、導(dǎo)線、開關(guān)、重錘線、滑塊，該器材可用來測量物體從―個光控門運動到另―個光控門的時間
M．支架：能滿足實驗所需的固定作用
到達X星球后，三個學(xué)生從以上器材中選擇各自所需的器材（同一器材可以重復(fù)選用），用不同的方法各自獨立地測出了重力加速度g的值．
現(xiàn)請你完成他們所做的實驗：
實驗一：（已經(jīng)完成）
（1）器材有：A、H、I
（2）主要的實驗步驟是：
①選取一個合適的鉤碼，用天平測出質(zhì)量m
②用測力計測出該鉤碼的重力F
③計算重力加速度的表達式為
實驗二：
（1）選用的器材有_________________
（2）寫出主要的實驗步驟（簡明扼要）．
______________________________________________________________
實驗三：
（1）選用的器材有_________________
（2）寫出主要的實驗步驟（簡明扼要）．
______________________________________________________________
答案：實驗二：
（1）C、E、G、K、M
（2）①組裝并安裝好單擺，測出擺線長度L
②測出n次全振動的時間t，算出周期
③計算重力加速度的表達式為
實驗三：
（1）G、L、M
（2）①將帶光控計時器的平板用支架豎直架穩(wěn)
②測量兩個光控門之間的距離s
�、郯鸦瑝K從上面的一個光控門處自由釋放，讀出下落時間t
④計算重力加速度的表達式為
說明： 這是一道開放性實驗試題，在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)到了多種測重力加速度g的實驗方法．該試題提供了X星球表面作為實驗場所，要求考生應(yīng)用所學(xué)的知識在試題所提供的器材中選擇合適的器材組合，進行測量．
（電學(xué)實驗題編題者：史獻計 黃皓燕 王 峰）
由題述的實驗一的完成過程，又為要求考生完成的實驗二、實驗三的解答提供了解答模式．試題設(shè)計巧妙，難度不大，既考查了教材要求的測勻變速直線運動的加速度、用單擺測重力加速度的實驗，更考查了學(xué)生的綜合能力，實屬值得為之叫好的開放性能力型實驗題．根據(jù)題給器材可知，攜帶的既有利用公式G＝mg測重力加速度g的器材，又有可測勻變速直線運動的加速度的器材，還有組裝成利用單擺測重力加速度g的器材．顯然后兩個實驗測g的方法正是該題的答案．
7．描繪電場等勢線的實驗中，在平整的木板上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙和導(dǎo)電紙．在導(dǎo)電紙上平放兩個圓柱形電極A與B，分別與直流電源的正、負極接好，如圖所示．若以A、B連線為 x 軸，A、B連線的中垂線為 y 軸．將一個探針固定在 y 軸上的某一點，沿x軸移動另一個探針，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動，靈敏電流計的指針都不偏轉(zhuǎn)，若電源及連線都是完好的，可能的故障是____________．將實驗故障排除后，探針從BO間某處沿 x 軸向電極A移動的過程中，電流表中指針偏轉(zhuǎn)的情況是________．
8．如圖是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖．其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q，從而求出其電容C．
該實驗的操作步驟如下：
（1）按電路圖接好實驗電路．
（2）接通電鍵S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度．記下這時的電壓表讀數(shù)U0＝6.2V和微安表讀數(shù)I0＝490μA．
（3）斷開電鍵 S并同時開始計時，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i，將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計的表格中．
（4）根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標，i為縱坐標，在坐標紙上描點（在圖中用“×”表示）．根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖象，可以估算出當電容器兩端電壓為U0時該電容器所帶的電荷量Q0約為 C，從而算出該電容器的電容約為 F．
思路分析與參考答案： 用一條光滑曲線將坐標系中的點依次相連，得到放電曲線，曲線跟橫軸所圍的面積就表示放電過程放出的電荷量．每小方格代表的電荷量為 q = 2.5×10－4 C．用四舍五入的方法數(shù)得小方格有 32個，因此 Q0 = 8×10－3 C．根據(jù) C = Q0/U0，得電容為 C =1.3×10－3F．
9．有一內(nèi)阻未知（約25kΩ ~ 35kΩ）、量程未知（約25V ~ 35V），共有30個均勻小格的直流電壓表 V．
（1）某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)過程中想通過上述電壓表測量一個多用表中歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢，他們從多用表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為30．
A．請你將他們的實驗電路連接起來．他們在實驗過程中，歐姆檔的選擇開關(guān)撥至倍率“×_______” ．
B．在實驗中，同學(xué)讀出電壓表的讀數(shù)為U，歐姆表指針所指的刻度為n，并且在實驗過程中，一切操作都是正確的，請你導(dǎo)出歐姆表電池的電動勢表達式．
（2）若在實驗過程中測得該電壓表內(nèi)阻為30kΩ，為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用，要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度．
標準電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻3kΩ
電流表A：量程0~3A，內(nèi)阻未知
滑動變阻器：總阻值1kΩ
穩(wěn)壓電源E：30V，內(nèi)阻不能忽略
電鍵、導(dǎo)線若干
A．在右邊方框中畫出實驗電路圖
B．選用記錄數(shù)據(jù)中任一組，寫出計算量程的
表達式Ug = ______________．
式中各字母的意義是：____________________________________________．
思路分析與參考答案：（1）A．電路如圖所示，測電阻時應(yīng)盡量使指針指在中間值附近，所以應(yīng)選“×1k”．
B．歐姆表中值電阻為R中
= 30×1kΩ= 30000Ω，歐姆表指n刻度，則電壓表內(nèi)電阻RV
= 1000n，流過電壓表電流IV = U/RV = U/(1000n)，根據(jù)閉合電路歐姆定律電池電動勢E = U
+ IVR中 = 
U．
（2）A．如圖所示．
，所以不能用電流表；又電壓表的量程較小于電源電動勢，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓接法．
B．Ug = 
，其中N：V表指針所指格數(shù)，U1：V1表讀數(shù)．
10． 電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關(guān)．下左圖是研究它們的關(guān)系的實驗電路．為了便于進行實驗和保護蓄電地，給蓄電池串聯(lián)了一個定值電阻R0，把它們一起看作電源（圖中虛線框內(nèi)部分）．于是電源的內(nèi)電阻就是蓄電池的內(nèi)電阻和定值電阻R0之和，用r表示．電源的電動勢用E表示．
（1）寫出電源的輸出功率P跟E、r、R的關(guān)系式： ．（電流表與電壓表都看作理想電表）
（2）在下右圖的實物圖中按照下左圖畫出連線，組成實驗電路．
（3）下表中給出了6組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)．在圖中的方格紙中畫出P－R關(guān)系圖線．根據(jù)圖線可知，電源輸出功率的最大值是_____________W，當時對應(yīng)的外電阻是_____________Ω．
（4）由表中所給出的數(shù)據(jù)，若已知跟電源串聯(lián)的定值電阻的阻值為R0＝ 4.5Ω，還可以求得該電源的電動勢E = _________V，內(nèi)電阻r0 = __________Ω．
思路分析與參考答案：（1）P = E2R / (R+r)2 (2) 圖略�。�3） 圖略，0.80 5.0
（4）4.0 0.5
11．現(xiàn)有一阻值為10.0Ω的定值電阻、一個電鍵、若干根導(dǎo)線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案．（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐），要求：
（1）在下邊方框中畫出實驗電路圖
（2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟
（3）用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r = ________．
思路分析與答案：（1）如圖所示
（2）①斷開電鍵，記下電壓表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)N1
②合上電鍵，記下電壓表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)N2
③
12．現(xiàn)要求測量一個阻值較大的電阻Rx的阻值．從實驗?zāi)軌蛘业降膶嶒炂鞑娜缦拢?/p>
電動勢與內(nèi)電阻均未知的直流電源E
滑動變阻R1（全電路為300Ω）
標準電阻R0（阻值已知）
電壓表2只，V1、V2（量程均能滿足實驗要求）
開關(guān)（單刀開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)各一個）
導(dǎo)線若干
某同學(xué)通過實驗研究發(fā)現(xiàn)Rx的阻值數(shù)值級與R0及電壓表內(nèi)電阻相當，于是他設(shè)計了一種電路，其控制電路出圖所示．
(1) 請你在圖中補全測量電路．（要求標出實驗器材符號）
(2) 簡要寫出實驗的測量原理及電阻Rx的計算表達式．（表達式中的物理量需要加以說明）．
思路分析與答案：（1）電路圖如圖所示．
(2) 將S2與1接通，讀出電壓表V2示數(shù)U1，并讀出電壓表V1示數(shù)U；再將S2與2接通，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)仍為U（即電壓表V1示數(shù)不變），讀出電壓表V2示數(shù)U2．在R0、Rx串聯(lián)電壓保持不變時，根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路性質(zhì)可知U1：U2 = R0：Rx，故Rx = 
．
（熱學(xué)實驗題編題者：孫道華 魏 昕）
13．在用油膜法粗測分子直徑的實驗中，在哪些方面作了理想化的假設(shè)
_____________________________________________________________________．
下面是一次實際測量的數(shù)據(jù)。將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的酒精溶液，已知1cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，測出這一薄層的面積為0.2m2。由此可計算出油酸分子的直徑為____________m。
思路分析與答案：1．將油膜看成單分子膜；將油分子看作球形；認為油分子是一個緊挨一個的． 2．5×10-10m
14．在做用油膜法估測分子大小的實驗中，已知實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為A，又用滴管測得每N滴這種酒精油酸的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如右圖)測得油膜占有的小正方形個數(shù)為X．
⑴ 用以上字母表示油酸分子的大小d。
⑵ 從右圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為X =________________．
思路分析與答案：1．D = 
2．X = 57．
（光學(xué)實驗題編題者：孫松慶 丁家旗）
15．如圖（a）所示是利用雙縫干涉測定單色光波長的實驗裝置，濾光片的作用是_____，單縫的作用是_______________，雙縫的作用是______________，單縫和雙縫之間的方向關(guān)系是_______________．某同學(xué)在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時（圖1），游標卡尺的示數(shù)如圖3所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時（圖2），游標卡尺的示數(shù)如圖4所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖3中游標卡尺的示數(shù)為__________mm．圖4游標卡尺的示數(shù)為_______________mm．實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是______________，所測單色光的波長為___________m．
（a）
思路分析與答案：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行，11.5mm，16.7mm，減小實驗誤差，6.5×10－7．
16．測定玻璃折射率的實驗中
(1) 某同學(xué)做實驗插針的步驟如下：
A． 在表示入射光線的AO上插上大頭針P1和P2
B． 通過玻璃磚觀察P1和P2，調(diào)整視線，直到P1的像被P2的像擋住
C． 在觀察一側(cè)插上大頭針P3和P4，并記下P3和 P4的位置。
這位同學(xué)在操作中有什么重要疏漏？
(2) 以通過P1P2的直線與玻璃磚的交點O為圓心，以某一適當長度R為半徑畫圓．與OA交于P，于OO′的延長線交于Q，從P和Q分別做玻璃磚界面的法線NN′的垂線，P′和Q′分別為垂足，如圖所示，用刻度尺量得PP′＝45mm，QQ′＝30mm．求玻璃磚的折射率．
思路分析與答案：（1）疏漏：插針時應(yīng)使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P1、P2、P3的像．（2）根據(jù)折射定律：
．
（用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
練習(xí)使用示波器
（黑箱、示波器、傳感器等實驗題編題者：錢嘉偉 郭 穎 潘天飛）
17．如圖，甲為在10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R1=2kΩ，R2 = 1.5kΩ，R3 = 4kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，當a、b端電壓Uab＜0，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當Uab＞0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱．則恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在 ℃．
［解析］電熱絲在工作與不工作的臨界狀態(tài)上，a、b電勢相等．此時R2、Rt兩端電壓勢必相等，因此就有R1/ R2＝R3/ Rt，由此可算得Rt＝3kΩ．從熱敏電阻的R－t圖像可知Rt＝3kΩ時，溫度為25℃．
［思路點撥］本題由電路知識算出臨界狀態(tài)下熱敏電阻的阻值，再通過查R－t圖像的方法推得溫度．
18．如圖所示，A、B、C為黑箱上的三個接點，已知任意兩個接點間最多只能接一個元件，可能的元件有電池、電阻和二極管．
（1）用多用電表判斷黑箱內(nèi)有無電池，操作方法是：
_____________________________________________．
（2）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)黑箱內(nèi)沒有電池，用多用電表的歐姆擋測量各接點間的電阻，結(jié)果如下，試在圖中畫出黑箱內(nèi)一種可能的電路．
紅表筆接點
C
B
B
C
黑表筆接點
B
C
B
A
A
表盤示數(shù)
很小
很大
比AB間阻值R略大
很大
［解析］（1）用多用電表的直流電壓擋測各對接點間的電壓，若任意一組接點間均無電壓，則能說明黑箱內(nèi)沒有電池．
（2）用歐姆檔測量時，黑表筆雖然插負接線孔，但連接的是歐姆表內(nèi)電源的正極．黑表筆接B點，紅表筆接C點，電流是從B流向C的；而反接時，電流是從C流向B的，兩次阻值相差很多說明C、B間有二極管，且二極管的“＋”極與B點相接．
A、B間正接反接，阻值恒定，說明A、B可能存在電阻．
黑表筆接A點，紅表筆接C點，有阻值且阻值比R略大；反接時阻值很大．說明A、B間的電阻與B、C間的二極管串聯(lián)才有這種情況，且A、C間不可能有其它電阻或二極管構(gòu)成一條支路與上述電阻、二極管支路并聯(lián)，否則現(xiàn)象與表格最后兩列的結(jié)果無法相符．黑箱內(nèi)元件連接如圖所示．
［思路點撥］熟悉電路串并聯(lián)的基本性質(zhì)，掌握二極管單向通電的特性．
19．若示波器所顯示的輸入波形如圖所示，要將波形上移，應(yīng)調(diào)節(jié)面板上的________旋鈕；要使此波形橫向展寬，應(yīng)調(diào)節(jié)________旋鈕；要使屏上能夠顯示3個完整的波形，應(yīng)調(diào)節(jié)_____________________旋鈕．
［解析］豎直位移，X增益，掃描范圍和掃描微調(diào)
［思路點撥］熟悉J2459型示波器的面板，掌握面板上各旋鈕、開關(guān)的名稱和作用，會進行基本的操作，并要理解示波器的基本構(gòu)造和工作原理．
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