題目列表(包括答案和解析)
（12分）“用單擺測定重力加速度”的實驗
問題1：如果測出的重力加速度數(shù)值偏大，其原因可能是_______
A．振幅較小 B．測擺長時，只測出了擺線的長度
C．?dāng)?shù)振動次數(shù)時，少計了一次 D．?dāng)?shù)振動次數(shù)時，多計了一次
問題2：在做實驗中，下面所給的器材中不需要的是_______
A．帶毫米刻度的米尺 B．天平 C．游標(biāo)卡尺 D．秒表
問題3：在實驗中，如測出擺線長為L，小球直徑為D，n次全振動的時間為t，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭等于_______. (用以上字母表示)，為了減小測量周期的誤差，應(yīng)在_______位置開始計時和結(jié)束計時。
問題4：有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室，各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換實驗數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)繪制了T2～L圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是 （選填“A”或“B”）。另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計算機(jī)繪制了兩種單擺的振動圖象（如圖乙），由圖可知，兩單擺擺長之比La：Lb＝ 。
在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：| 組別 | 擺球材料 | 擺長L/m | 最大擺角 | 全振動次數(shù)N/次 | 測量時間t/s |
| 1 | 銅 | 0.30 | 5° | 50 | 55.1 |
| 2 | 銅 | 1.00 | 5° | 1 | 1.8 |
| 3 | 鐵 | 1.00 | 5° | 50 | 100.3 |
| 4 | 木 | 1.00 | 5° | 10 | 21.2 |
| 4π2 |
| k |
| 4π2 |
| k |
|
| 組別 | 擺球材料 | 擺長L/m | 最大擺角 | 全振動次數(shù)N/次 | 測量時間t/s |
| 1 | 銅 | 0.30 | 5° | 50 | 55.1 |
| 2 | 銅 | 1.00 | 5° | 1 | 1.8 |
| 3 | 鐵 | 1.00 | 5° | 50 | 100.3 |
| 4 | 木 | 1.00 | 5° | 10 | 21.2 |
處理求得重力加速度為g 丁，實驗后他們發(fā)現(xiàn)測擺長時忘了加上擺球的半徑，則丙、丁兩同學(xué)計算出的重力加速度數(shù)值關(guān)系為g丙 g 丁（填“＞”“＜”“=”）
| 4π2l |
| T2 |
| 4π2l |
| T2 |
在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時：
（1）用擺長l和周期T計算重力加速度的公式是g=______. 如果已知擺球直徑為2.0cm，讓刻度尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)擺紅的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖甲所示，那么單擺擺長是_________. 如果測定了40次全振動的時間如圖乙所示，那么秒表讀數(shù)是________s，單擺的擺動周期是________s.
 |  | ||
甲 乙
（2）若某同學(xué)測出多組單擺的擺長l和運(yùn)動周期T，作出
圖象，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? 理論上圖象是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示. ①造成圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是_____________.
②由圖象求出的重力加速度g =_________m/s2.（取
）
（3）若在該實驗中測得g值偏大，可能因為
A．小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，形成了圓錐擺
B．計算擺長時，只考慮了擺線長，忽略了小球半徑
C．測量周期時，把n次全振動誤記為（n-1）次全振動，致使周期偏大
D．測量周期時，把n次全振動誤記為（n+1）次全振動，致使周期偏小
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(biāo)，i為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)（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(dāng)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(biāo)系中的點(diǎn)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?biāo)傅目潭葹?i>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(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)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?biāo)父駭?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(jìn)行實驗和保護(hù)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(dāng)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)，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(bǔ)全測量電路．（要求標(biāo)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(dá)式．（表達(dá)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(rèn)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(biāo)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(biāo)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(biāo)卡尺的示數(shù)為__________mm．圖4游標(biāo)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(diǎn)O為圓心，以某一適當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(diǎn)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(diǎn)，已知任意兩個接點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)
C
B
B
C
黑表筆接點(diǎn)
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(diǎn)間的電壓，若任意一組接點(diǎn)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(fù)接線孔，但連接的是歐姆表內(nèi)電源的正極．黑表筆接B點(diǎn)，紅表筆接C點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)，紅表筆接C點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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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