1、高考考前训练题二实验题部分（力学实验题编题者：谢 璞 杜守建）1现要测定一根尼龙丝能承受的最大拉力 F，手头只有一个质量为 m 的砝码（已知 Fmg ）和一个米尺请回答：（1）画出实验方案的示意图；（2）其中需测量的物理量是_；（3）尼龙丝能承受的最大拉力 F 的表达式是_答案：（1）实验方案的示意图如图所示（2）需要测量的量是：尼龙丝的长 L 和刚好拉断时两悬点间的距离 l（3）尼龙丝能承受的最大拉力的表达式是 2lLmg2一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图（a）所示图（b）是打出的纸带的一段（1）已知打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，利用图
2、（b）给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_（2）为了求出小车与斜面间的动摩擦因数 ，还需要测量的物理量有_用测得的量及加速度 a 表示小车与斜面间的动摩擦因数 =_答案：（1）4.00m/s 2 （2）斜面上任两点处间距 l 及 对应的高度差 h )(2gahl（若测量的是斜面的倾角 ，则 ）costang3在做“研究平抛物体的运动”的实验中， 为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用 如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平， 在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板 竖直立于紧靠槽口处使小球从斜槽上紧靠挡板处 由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹 A；将木板向远离糟口平移
3、距离 x，再使小球从斜 槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到 痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离 x，小球再 从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹 C若测得木板每次移动距离 x=10.00cm，A、B 间距离cm， B、C 间距离 cm （g 取 m/s2）78.41y82.142y80.9（1）根据以上直接测量的物理量得小球初速度为 _（用题中所给字母表示） v（2）小球初速度的测量值为_m/s 答案：（1） （或： ，或： ，或： ）1ygx12ygx12ygx21ygx（2）1.000.024如图（乙）所示，将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之
4、转动，使之替代打点计时器当烧断挂圆柱的线后，圆柱竖直自由落下，毛笔就在圆柱白纸上划出记号，图（甲）所示，测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106mm，已知马达铭牌上有“1440r min”字样，请说明如何由此验证机械能守恒答案：其方法如下：由马达 铭牌“1440 rmin”算出毛笔画的线距时间间隔了 （s）根据04.16nT算出任意选取的相邻两条线的瞬时速度Tsvnn21（m/s）25.104.)58(3C（m/s）6.2)7(3Dv （J）2210581mvECDk而 （J） 验证完毕21058mCDgEp说明：就实验所得数据还可验证当地的重力加速度 g 值5用如图所示的
5、装置进行验证动量守恒的以下实验：（1）先测出滑块 A、B 的质量 M、m 及滑块与桌面的动摩擦因数 ，查出当地的重力加速度 g；（2）用细线将滑块 A、B 连接，使 A、B 间的弹簧处于压缩状 态，滑块 B 紧靠在桌边；（3）剪断细线，测出滑块 B 做平抛运动落地时的水平位移为 s1，滑块 A 沿桌面滑行距离为 s2为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母_如果动量守恒，须满足的关系是_答案： 桌面离地面高度 h hgmsM221说明：这是一个可以用来验证动量守恒定律的验证性实验该题构思新颖，从 验证动量守恒的实验出发，考查了平抛运动 、动量定理、动能定理、动量守恒定律等高考热点烧断
6、细绳后在弹簧的弹力作用下， B、A 以一定的水平速度分别向左、右运 动A 在水平桌面上向右作匀减速滑动时，克服摩擦做功，由 动能定理可得 ，得221MgsvA；B 向左作平抛运 动，必 须测得抛出时桌面离地面高度 h，由平抛运 动规律可知：2gsv， ，即 测算得 、 后，如果动量守恒，必须满足关系式：tB1hhgsv21AvB，即 BAmvMm126假设我们已经进入了航天时代，一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往 X 星球，准备用携带的下列器材测量 X 星球表面的重力加速度 g，这些器材是：A钩码一盒，质量未知且各钩码质量不等 B重锤一个，质量未知C带孔金属小球一个，
7、直径已知为 dD太阳能电池板一块，输出直流电压可满足任何要求E无弹性的丝线若干根F导线，开关若干G刻度尺 1 把H测力计 1 个I天平 1 台（含砝码 1 盒）J打点计时器 1 台（含复写纸片、纸带）K电子秒表 1 个L带有光控计时器的实验平板一块在平板两端各有一个光控门，同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块，该器材可用来测量物体从个光控门运动到另个光控门的时间M支架：能满足实验所需的固定作用到达 X 星球后，三个学生从以上器材中选择各自所需的器材（同一器材可以重复选用） ，用不同的方法各自独立地测出了重力加速度 g 的值现请你完成他们所做的实验：实验一：（已经完成）（1）器材
8、有：A、H、I（2）主要的实验步骤是：选取一个合适的钩码，用天平测出质量 m用测力计测出该钩码的重力 F计算重力加速度的表达式为 g实验二：（1）选用的器材有_（2）写出主要的实验步骤（简明扼要） _实验三：（1）选用的器材有_（2）写出主要的实验步骤（简明扼要） _答案：实验二： （1）C、E、G、K、M（2）组装并安装好 单摆，测出摆线长度 L测出 n 次全振动的时间 t，算出周期 ntT计算重力加速度的表达式为 2)(tdg实验三：（1）G、L、M（2）将带光控 计时器的平板用支架竖直架稳测量两个光控门之间的距离 s把滑块从上面的一个光控门处自由释放， 读出下落时间 t计算重力加速度的表
9、达式为 2tg说明： 这 是一道开放性实验试题，在中学 阶段已经学到了多种测重力加速度 g 的实验方法该试题提供了 X 星球表面作为实验场所，要求考生 应 用所学的知识在试题所提供的器材中选择合适的器材组合，进行测量由题述的实验一的完成过程，又 为要求考生完成的实验二、实验三的解答提供了解答模式试题设计巧妙，难度不大，既考查了教材要求的测匀变速直线 运动的加速度、用单摆测重力加速度的实验，更考查了学生的综合能力，实属值得为之叫好的开放性能力型 实验题根据题给器材可知，携带的既有利用公式 Gmg 测重力加速度 g 的器材，又有可测匀变速直线运动的加速度的器材，还有组装成利用单摆测重力加速度 g
10、的器材 显然后两个 实验测 g 的方法正是该题的答案（电学实验题编题者：史献计 黄皓燕 王 峰）7描绘电场等势线的实验中，在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸在导电纸上平放两个圆柱形电极A与B，分别与直流电源的正、负极接 好，如图所示若以A、B连线为 x 轴， A、B连线的中垂线为 y 轴将一个探针固定在 y 轴上的某一点，沿x轴移动另一个探针， 发现无论怎样移动，灵敏电流计的指针都不偏转，若电源及连线都 是完好的，可能的故障是_将实验故障排除后，探针 从BO间某处沿 x 轴向电极A 移动的过程中，电流表中指针偏转的 情况是_思路分析与参考答案： 导电纸的涂导电物质的一面朝下了， 偏角逐
11、渐减小到零，再反向偏转，偏角逐渐增大 8如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图其原理是 测出电容器在充电电压为 U 时所带的电荷量 Q，从而求出其电 容 C该实验的操作步骤如下：（1）按电路图接好实验电路（2）接通电键 S，调节电阻箱 R 的阻值，使微安表 的指针接近满刻度记下这时的电压表读数 U06.2V 和微安 表读数I0490A（3）断开电键 S 并同时开始计时，每隔 5s 或 10s 读一次微安表的读数 i，将读数记录在预先设计的表格中（4）根据表格中的 12 组数据，以 t 为横坐标，i 为纵坐标，在坐标纸上描点（在图中用“”表示） 根据以上实验结果和图象，可以估算出当电容器两端电压
12、为 U0 时该电容器所带的电荷量 Q0 约为 C，从而算出该电容器的电容约为 F思路分析与参考答案： 用一条光滑曲线将坐标系中的点依次相连，得到放电曲线，曲线跟横轴所围的面积就表示放电过程放出的电荷量每小方格代表的电荷量为 q = 2.5104 C用四舍五入的方法数得小方格有 32 个，因此 Q0 = 8103 C根据 C = Q0/U0，得电容为 C =1.3103 F9有一内阻未知（约 25k 35k） 、量程未知（约 25V 35V） ，共有 30 个均匀小格的直流电压表 V（1）某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电
13、阻刻度中间值为 30A请你将他们的实验电路连接起来他们在实验过程中，欧姆档的选择开关拨至倍率“_” B在实验中，同学读出电压 表的读数为 U，欧姆表指针所指的刻 度为 n，并且在实验过程中，一切操 作都是正确的，请你导出欧姆表电池 的电动势多用表红表笔黑表笔 电压表表达式（2）若在实验过程中测得该电压表内阻为 30k，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可 能高的精确度标准电压表 ：量程 3V，内阻 3k V1电流表 ：量程 03A，内阻未知 A滑动变阻器：总阻值 1k稳压电源 E：30V，内阻不能忽略电键、导线若干A在右边方框中画出实验电路图B选用记录数据中任
14、一组，写出计算量程的表达式 Ug = _式中各字母的意义是：_思路分析与参考答案：（1）A 电路如图所示，测电阻时应尽量使指针指在中间值附近，所以应选“1k” B欧姆表中值电阻为 R 中 = 301k= 30000，欧姆表指 n 刻度，则电压表内电阻 RV = 1000n，流过电压表电流 IV = U/RV = U/(1000n)，根据闭合电路欧姆定律电池电动势 E = U + IVR 中 = Un30（2）A如图所示 ，所以不能用电流表；mAuIv130又电压表的量程较小于电源电动势，所以滑动变阻器应用分压接法BU g = ，其中 N： 表指针所指格数，U 1： 表读1 V V1数10 电源
15、的输出功率 P 跟外电路的电阻 R 有关下左图是研究它们的关系的实验电路为了便于进行实验和保护蓄电地，给蓄电池串联了一个定值电阻 R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分） 于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻 R0 之和，用 r 表示电源的电动势用 E 表示（1）写出电源的输出功率 P 跟 E、r、R 的关系式： （电流表与电压表都看作理想电表）（2）在下右图的实物图中按照下左图画出连线，组成实验电路V V1S电源多用表红表笔黑表笔 电压表（3）下表中给出了 6 组实验数据，根据这些数据在图中的方格纸中画出 PR 关系图线根据图线可知，电源输出功率的最大值是_W，当时对应的外电阻是
16、_（4）由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为 R0 4.5，还可以求得该电源的电动势 E = _V，内电阻 r0 = _思路分析与参考答案：（1）P = E 2R / (R+r)2 (2) 图略 （3） 图略，0.80 5.0 （4）4.0 0.5 11现有一阻值为 10.0 的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案 （已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧） ，要求：（1）在下边方框中画出实验电路图（2）简要写出完成接线后的实验步骤（3）用测得的量计算电源内阻的表达式 r =
17、 _思路分析与答案：（1）如图所示（2）断开电键，记下电压表偏转的格数 N1合上电键，记下电压表偏转的格数 N2 21NRr12现要求测量一个阻值较大的电阻 Rx 的阻值从实验能够找到的实验器材如下：电动势与内电阻均未知的直流电源 E滑动变阻 R1（全电路为 300）标准电阻 R0（阻值已知）电压表 2 只，V 1、V 2（量程均能满足实验要求）开关（单刀开关、单刀双掷开关各一个）导线若干某同学通过实验研究发现 Rx 的阻值数值级与 R0 及电 压表内电V阻相当，于是他设计了一种电路，其控制电路出图所示(1) 请你在图中补全测量电路 （要求标出实验器材符号）(2) 简要写出实验的测量原理及电阻
18、 Rx 的计算表达式 （表达式中的物理量需要加以说明） 思路分析与答案：（1）电路图如图所示(2) 将 S2 与 1 接通，读出电压表 V2 示数 U1，并读出电压表 V1 示数 U；再将 S2 与 2 接通，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为 U（即电压表 V1 示数不变） ，读出电压表 V2 示数 U2在R0、R x 串联电压保持不变时，根据欧姆定律及串、并联电路性质可知 U1：U 2 = R0：R x，故 Rx = 12U（热学实验题编题者：孙道华 魏 昕）13在用油膜法粗测分子直径的实验中，在哪些方面作了理想化的假设_下面是一次实际测量的数据。将 1cm3 的油酸溶于酒精，制成 200c
19、m3 的酒精溶液，已知 1cm3的油酸酒精溶液有 50 滴现取 1 滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，测出这一薄层的面积为 0.2m2。由此可计算出油酸分子的直径为_m。思路分析与答案：1将油膜看成单分子膜；将油分子看作球形；认为油分子是一个紧挨一个的 2510 -10m14在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为 A，又用滴管测得每 N 滴这种酒精油酸的总体积为 V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为 a 的正方形小格的纸上(如右图) 测得油膜占有的小正方形个数为 X
20、 用以上字母表示油酸分子的大小 d。 从右图中数得油膜占有的小正方形个数为 X =_思路分析与答案：1D = 2X = 57NaVA（光学实验题编题者：孙松庆 丁家旗）15如图（a）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是_，单缝的作用是_，双缝的作用是_，单缝和双缝之间的方向关系是_某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐 A 条纹中心时（图 1） ，游标卡尺的示数如图 3 所示，第二次分划板中心刻度对齐 B 条纹中心时（图 2） ，游标卡尺的示数如图 4 所示，已知双缝间距为 0.5mm，从双缝到屏的距离为 1m，则图 3 中游标卡尺的示数为_mm图 4 游标卡尺的示
21、数为_mm实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_，所测单色光的波长为_m（a）思路分析与答案：获得单色光，产生线光源，产生相干光源，平行，11.5mm ，16.7mm ，减小实验误差，6.510 7 16测定玻璃折射率的实验中(1) 某同学做实验插针的步骤如下：A 在表示入射光线的 AO 上插上大头针 P1 和 P2B 通过玻璃砖观察 P1 和 P2，调整视线，直到 P1 的像被 P2 的像挡住C 在观察一侧插上大头针 P3 和 P4，并记下 P3 和 P4 的位置。这位同学在操作中有什么重要疏漏？(2) 以通过 P1P2 的直线与玻璃砖的交点 O 为圆心，以某一适当长度 R 为半径画圆与 OA
22、 交于P，于 OO的延长线交于 Q，从 P 和 Q 分别做玻璃砖界面的法线 NN的垂线，P和 Q分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得 PP45mm，QQ30mm求玻璃砖的折射率思路分析与答案：（1）疏漏：插针时应使 P3 挡住 P1 和 P2 的像，P 4 挡住 P1、P 2、P 3 的像 （2）根据折射定律： 5.04sinRr（黑箱、示波器、传感器等实验题编题者：钱嘉伟 郭 颖 潘天飞）17如图，甲为在 10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻 R1=2k，R 2 = 1.5k，R 3 = 4k，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当 a、b 端电压Uab0，
23、电压鉴别器会令开关 S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当 Uab0 时，电压鉴别器使 S 断开，停止加热则恒温箱内的温度大约恒定在 解析电热丝在工作与不工作的临界状态上，a、b 电势相等此时 R2、Rt 两端电压势必相等，因此就有 R1/ R2R 3/ Rt，由此可算得 Rt3k 从 热敏电阻的 Rt 图像可知 Rt3k 时，温度 为 25思路点拨本题由电路知识算出临界状态下热敏电阻的阻值，再通过查 Rt 图像的方法推得温度 18如图所示，A、B、C 为黑箱上的三个接点，已知（用多用电表探测黑箱内的电学元件练习使用示波器任意两个接点间最多只能接一个元件，可能的元件有电池、电阻和二
24、极管（1）用多用电表判断黑箱内有无电池，操作方法是：_（2）经检测发现黑箱内没有电池，用多用电表的欧姆挡测量各接点间的电阻，结果如下，试在图中画出黑箱内一种可能的电路红表笔接点 C B A B C C黑表笔接点 B C B A A A表盘示数 很小 很大 R R 比 AB 间阻值 R 略大 很大解析 （1）用多用电表的直流电压挡测各对接点间的电压，若任意一组接点间均无电压， 则能说明黑箱内没有电池（2）用欧姆档测量时，黑表笔虽 然插负接线孔，但 连接的是欧姆表内 电源的正极黑表笔接 B点，红表笔接 C 点，电流是从 B 流向 C 的；而反接时，电流是从 C 流向 B 的，两次阻值相差很多说明
25、C、B 间有二极管，且二极管的 “”极与 B 点相接A、B 间 正接反接，阻值恒定， 说明 A、B 可能存 在电阻黑表笔接 A 点，红表笔接 C 点，有阻值且阻值比 R 略大；反接时阻值很大 说明 A、B 间的电阻与B、C 间的二极管串联才有这种情况，且 A、C 间不可 能有其它电阻或二极管构成一条支路与上述电阻、二极 管支路并联，否则现象与表格最后两列的 结果无法相符黑箱内元件连接如图所示思路点拨熟悉电路串并联的基本性质，掌握二极管 单 向通电的特性19若示波器所显示的输入波形如图所示，要将波形上移，应调节面板 上的_旋钮；要使此波形横向展宽，应调节_旋钮；要使屏 上能够显示 3 个完整的波形，应调节_旋钮解析竖直位移，X 增益，扫描范围和扫描微调思路点拨熟悉 J2459 型示波器的面板，掌握面板上各旋 钮、开关的名 称和作用，会进行基本的操作，并要理解示波器的基本构造和工作原理
