高考必做大题08：实验题-组卷题库站

填空题

橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关．理论与实验都表明k＝Y $\text{[math]}$ ，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．

①在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是

A． N B． m C． N/m D．N/m²

②某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图象如图所示．由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝N/m．

③若该橡皮筋的原长是10.0cm，面积是1.0mm² ，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是（保留两位有效数字）．

某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，其频率为50Hz．已知重力加速度为g＝9.8m/s² ．在实验得到的纸带中，该同学选用如图所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F为六个相邻的原始点。根据图中的数据，求得当打点计时器打下B点时重锤的速度v_B＝m/s，计算出对应的 $\text{[math]}$ v $\text{[math]}$ ＝m²/s² ， gh_B＝m²/s²。

用如图2实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图1所示。已知m₁＝50g、m₂＝150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）

①在打点0～5过程中系统动能的增量△E_K＝J，系统势能的减少量△E_P＝J，

②若某同学作出 $\text{[math]}$ v²﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g＝m/s²。

某实验小组同学利用如图所示装置研究力的合成，在半圆形框架轨道内分别安装一个固定轻质滑轮 $\text{[math]}$ 和一个可沿轨道任意滑动的轻质滑轮 $\text{[math]}$ ，用细绳穿过两个滑轮分别与两个小桶 $\text{[math]}$ 连接，滑轮 $\text{[math]}$ 中间绳上有连接结点 $\text{[math]}$ 再与重物连接，然后按如下步骤操作：

①调整绳 $\text{[math]}$ 水平，记下 $\text{[math]}$ 点位置；

②用天平测出重物的质量 $\text{[math]}$ ；

③向桶 $\text{[math]}$ 内加入适量的沙子，直到绳子的结点回到位置 $\text{[math]}$ ；

④用天平称出加入沙子后桶 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 并记录；

⑤改变滑轮 $\text{[math]}$ 的位置，重复步骤③、④。

实验中 $\text{[math]}$ 绳的拉力方向(填“需要”或“不需要”)记录， $\text{[math]}$ 点位置(填“必须”或“不必”)在轨道圆心，满足说明力的合成符合平行四边形法则。

一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。

实验步骤如下：

①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。

②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度 $\text{[math]}$ ，如图2，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。

⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离 $\text{[math]}$ 。

⑥查表得到当地重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。

⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示），用以上物理量写出验证方程。

小明同学在“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中，利用打点计时器（电源频率为50Hz）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个计数点进行研究（每相邻两个计数点之间还有4个点未画出）。其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ cm（从图中读取）， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。则打点计时器在打D点时小车的速度 $\text{[math]}$ m/s，小车的加速度 $\text{[math]}$ m/s²。（计算结果均保留到小数点后两位）

某同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度，正确操作后获得图乙所示的一条纸带．他用天平测得小车的质量为M，钩码质量为m，毫米刻度尺测得纸带上自O点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为：d₁=1.07cm、d₂=2.24cm、d₃=3.48cm、d₄=4.79cm、d₅=6.20cm、d₆=7.68cm．已知实验所用交流电频率为f=50Hz．

①打点2时小车的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字）；

②小车运动过程中的平均加速度大小为m/s²（结果保留两位有效数字）；

③以各点速度v的二次方为纵坐标，以各点到0点的距离d为横坐标，作v₂-d图象，所得图线为一条斜率为k的倾斜直线，不考虑小车与桌面间的摩擦，则当地的重力加速度g=（用m、M、k表示）

实验探究题

为了利用伏安法测量某一未知电阻R_X（阻值约为6Ω）的阻值，实验室里准备了以下器材：

A．电源，电动势 $\text{[math]}$ ，内阻不计

B．电压表V，最程 $\text{[math]}$ ，内阻约5kΩ

C．电流表A₁ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻R_A=8Ω

D．电流表A₂ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻约0.04Ω

E．定值电阻R₁=2Ω

F．定值电阻R₂=20Ω

G．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，最大阻值5Ω，最大电流为 $\text{[math]}$

H．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，最大阻值1000Ω，最大电流为 $\text{[math]}$

I．开关S､导线若干

某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。

某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率 $\text{[math]}$ 的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，高 $\text{[math]}$ 。将废水注满容器后，进行如下实验操作。

某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：

“探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹。

图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：

压敏电阻R_F（无压力时的阻值为50Ω）

电源E₁（电动势12V，内阻不计）

电源E₂（电动势6V，内阻不计）

毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）

滑动变阻器R₁（最大阻值为200Ω）

滑动变阻器R₂（最大阻值为60Ω）

开关S，导线若干。

现进行如下操作：

①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；

②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：

③在R_F上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；

④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：

图中电源E（电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻较小）、电压表V（量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）， $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）。

在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为 $\text{[math]}$ ，电阻约几欧。

有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力T_OA、T_OB和T_OC ，回答下列问题∶

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学利用如图甲得到一条纸带，如图乙所示，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出。打点计时器所用交流电频率为50Hz，忽略纸带所受的阻力。

在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度α与合力F的关系。

某实验小组以图中装置中验证“动能定理”.他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力的传感器相连，在水平气垫导轨的A、B两点各安装一个光电门，A、B两点间距为x，释放重物，挡光片通过A、B时的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，力的传感器连接计算机记录细绳的拉力大小为F，已知滑块及挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，重物的质量为m.

要测量一个约200Ω的未知电阻R_x的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：

定值电阻

①电流表A₁（0 ~ 5mA，内阻r₁ = 10Ω）；

②电流表A₂（0 ~ 10mA，内阻r₂ = 5Ω）；

③定值电阻R₁（R₁ = 180Ω）；

④定值电阻R₂（R₂ = 20Ω）；

⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）；

⑥干电池（电动势1.5V，内阻不计）；

⑦开关S及导线若干。

某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）中的光敏电阻R_G、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。

实验时，先按图（a）连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。

d/cm	8.50	10.00	12.00	13.50	15.00	17.00	18.50	20.00	22.00	23.50	25.00
U/mV	271.0	220.0	180.0	156.7	114.9	114.0	94.8	89.5	78.6	72.5	65.0

回答下列问题：

某同学利用如图（a）所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。金属板固定于水平实验台上，一轻绳跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块（滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m₀=0.010kg。

实验步骤如下：

①在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。

②用电子秤称量出滑块和遮光条的总质量为M=0.150kg。

③将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录：

i.遮光条通过光电门A的时间△t₁；

ii.遮光条通过光电门B的时间△t₂；

iii.遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t₁₂；

④经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。

回答下列问题：