階段訓練（五）物理實驗

（時間:45分鐘滿分：100分）

L（18分）某探究學習小組的同學要驗證牛頓第二定律，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,

水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接另一端跨

過定滑輪掛上跌碼盤,實驗時，調整軌道的傾角正好能平衡/，、車所受的摩擦力（圖中未畫出屋

皿A及硅破碼碼盤

（1）該實驗中小車所受的合力（選填“等于”或“不等于”）力傳感器的示數，該實驗—

（選填“需要”或“不需要”）滿足聯碼和秋碼盤的總質量遠小于小車的質量。

（2）實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d,如下圖所示,d=mm。若實驗中沒有現成的擋光

板，某同學用一寬度為7cm的金屬片替代，這種做法是否合理?（選填“合理”或“不

合理”）。

12

IIIIIIIIIIIJJJJJJIIILCIP

’[I「I1]IIIfjl'l’「「丁門’I|

01020

（3）某次實驗獲得以下測量數據：小車、傳感器和擋光板的總質量叫擋光板的寬度d光電門1和2

的中心距離為s,力傳感器的讀數為E小車通過光電門1和2的擋光時間分別為力、M小車通過光

電門2后,祛碼盤才落地）。貝!該實驗需要驗證的是_。

2.（20分）用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為

6V的交流和直流兩種電流。重錘從高處由靜止開始落卜，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出

一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量，已知重力加速度為g即可驗證機械能守恒定律。

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A.按照圖示的裝置安裝器件

B.將打點計時器接到電源的苜流輸出端卜

C.用天平測量出重錘的質量

D.先釋放紙帶,然后接通電源開關打出一條紙帶

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離

F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內是否等于增加的動能

其中沒有必要或操作不恰當佗步驟是(填寫選項對應的字母)。

(2)如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶,將起始點記為并在離。點較遠的任意點依次選取6個

連續的點，分別記為力、B、aD、￡'、量出與。點的距離分別為力、昆、h久、%、心使用交變

電流的周期為T,設重錘質量為勿,則在打￡,點時重錘的動能為,在打。點和夕點這段時

間內的重力勢能的減少量為o

1g777/AQ《Q4￡

乙

⑶在本實驗中發現，重錘減少的重力勢能總是(選填“大于”或“小于”)重錘增加的動

能,主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，為了測定阻力大小，可算出(2)問中紙帶各點

對應的速度，分別記為修至密并作外2—幾圖象，如圖丙所示,直線斜率為k,則可測出阻力大小

為。

丙

3.(16分)下圖是用來驗證動量守恒的實驗裝置,彈性球1用細線懸掛于。點，。點下方桌子的邊緣

有一豎直立柱。調節懸點，使彈性球1靜止時恰與立柱上的球2右端接觸且兩球等高。將球1拉到

力點靜止，同時把球2放在立柱上。釋放球1,當它擺到懸點正下方時與球2發生對心碰撞，后球1

向左擺最遠可到8點，球2落到水平地面上的C點。測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量

守恒。現已測出力點離水平桌面的距離為a、8點離水平桌面的距離為6C點與桌子邊緣間的水平

距離為c,立柱高瓦此外：

(1)還需要測量的物理量有。

(2)根據測量的數據,驗證該實驗動量守恒的表達式為。(忽略小球

的大小)

4.(23分)為了測量某電池的電動勢以約為3V)和內阻/可供選擇的器材如下：

A.電流表G(0~2mA,內阻為100Q)

B.電流表G2(0'lmA,內阻未知)

C.電阻箱用(049.9Q)

D.電阻箱是(04999.9。)

E.滑動變阻器尼(010Q1A)

F.滑動變阻器吊(01()00Q10mA)

G.定值電阻吊(800。0.1A)

H.待測電池

I.導線、開關若干

(1)采用如圖甲所示的電路，測定電流表5的內阻，得到電流表G的示數/、、電流表G2的示數人如

下表所示：

Zi/fnA0.400.811.201.592.00

72/fnA0.200.400.600.801.00

根據測量數據，請在圖乙坐標中描點作出/「心圖線，由圖線可得出電流表G2的內阻等于

C。

會希

一

艘運

矮

—

圈

蜃圜

遨

懿

嘉騰

麝

疑

1夔繆

一

番運

照

矮

卷

甲乙

(2)某同學在現有器材的條件下，要測量該電池的電動勢和內阻,采用了圖丙的電路,若把電流表G2

改裝成量程為()、V的電壓表,則電阻箱②該調到。o把電流表Gi改裝成量程為0?5A的

電流表，則電阻箱①該調到Q(結果保留兩位數字)。

（3）以G2示數人為縱坐標,Gi示數人為橫坐標，作出人-人圖象如圖丁所示，結合圖象可得出電源的電

動勢為V,電源的內阻為Q。（結果均保留兩位有效數字）

5.（23分）某同學發現很多資料中提到的二極管正接電阻均是某一定值,而他又注意到教材中寫到二

極管是非線性元件,它的電阻與通過電流的大小有關。他為了探求真知,找來一個LED藍光二極管：

（1）他首先利用多用電表對它的正向電阻進行粗略測量,如圖甲所示,下列說法正確的

是________

A.歐姆表的表筆1、8應分別接二極管的〃端

B.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏大

C.若采用“M00”擋測量時，發現指針偏角過大，應換“*10”擋，旦要重新進行歐姆調零

D.若采用“X10”擋測量時，發現指針位于刻度“15”與“20”的正中央，測量值應略大于175。

（2）為了正確描繪出該二極管正接時的伏安特性曲線，可供選擇的器材如下：

直流電源日（電動勢為3V,內阻不計）

電流傳感器mA:（量程TOmA>10mA,相當于理想電流表，能較為精確地測出通過二極管的電流）

電壓表V：（量程01V,內阻為1kQ）

定值電阻后阻值為2k。

滑動變阻器放（010。）

滑動變阻器底（0〕000kQ）

開關、導線若干

驗中滑動變阻器應選（選填“用”或“用”）。

②請在圖乙方框中畫出實驗電路原理圖O

乙

③實驗記錄的8組數據如下表所示,其中7組數據的對應點已經標在圖丙的坐標紙上,請標出余下

一組數據的對應點,并畫出/-〃圖象。

7/fnA00.100.310.610.781.203.105.00

小V00.610.961.522.032.352.642.75

@由所繪制圖象可知，他選用的LED藍光二極管是（選填“線性”或“非線性”）電學元

件。

階段訓練（五）物理實驗

L答案（1）等于不需要（2）7.35不合理（3）嬴=不X-9

解析（1）由于裝有力傳感器，小車所受拉力大小可以從傳感器讀取,故本實驗不需要滿足祛碼和盤總

質量遠小于小車總質量,且由于實驗前已經通過傾斜軌道平衡摩擦力,故小車所受到的合力等于力

傳感器的示數。

（2）^7mmX）.05X7mm=7.35nuno實驗時把小車經過擋光片時的平均速度作為小車的瞬時速度，

擋光片的寬度越窄，小車經過擋光片時的平均速度越接近小生的瞬時速度,擋光片的寬度越大，小牛

的速度誤差越大,不能用7cm的金屬片替代擋光片。

dd

2

⑶小車在光電門1處的速度為匕元,在光電門2處的速度為以W所以根據以2-Vl^aS,可

色（上mod2/11\

得a岳口一司,由昌陽可知戶W0.可。

m（h6-自尸（一9

2.答案（DBCD（2）--薩----m亦⑶大于"W一可

解析（D沒有必要或操作不恰當的步驟是BCD。B項應將打點計時器接到電源的交流輸出端上;C項

沒有必要用天平測量出重錘的質量;D應為先接通電源，再釋放紙帶，打出?條紙帶。（2）打F點的速

人6-人41/人6-兒\2m（hf）-/?4）2

度為27一，動能區=#（27*）=8產；重力勢能減少量△I^,=mg/ho⑶因為在重錘

12

下落過程中存在著阻力的作用，重錘減少的重力勢能總是大『重錘增加的動能；即Fh=mgh至也士

解之得萬力名《哈加1-￡）=Jg-9。

3.答案（1）彈性球1、2的質量面和脫，桌面離水平地面的高度〃

⑵20vQ-h=2叭b-h+ny]+h

解析（1）要驗證動量守恒必須知道兩球碰撞前后的動量，所以要測量1、2兩個小球的質量,計算碰

撞前后兩小球的速度。根據彈性球1碰撞前后的高度a和b,由機械能守恒定律可以求出碰撞前后

的速度，只要測出桌面高〃根據平拋運動的規律就可以求出彈性球2碰撞后的速度,故需要測量彈

性球1、2的質量用和加，桌面離水平地面的高度從

⑵小球1從4處下擺過程只有重力做功,根據機械能守恒定律，有用芨/〃心/得

E2gg-九）

碰撞后小球1上升到最高點的過程中，有Hhg（b-m二于力以2

得E2g(b-h)

碰撞后小球2做平拋運動,

l2(H+h)

運動時間7T

x9

得小球2碰后速度V3=t=cyj2(//+h)

所以該實驗中動量守恒的表達式為mvi=nkV3^mr2

即W2g(Q-h)=碣2g(b-h)

____________1

得2m,'Q-h=2/ni\：b-九加c西宣。

4.答案(1)如解析圖所示200(2)2800

0.40(3)2.78.6

解析

t

2.0

1.0

00.51.0/,/mA

(1)描點作出了「心圖線如圖所示，從表格中的數據看，/與七成正比。圖線為過原點的直線,E包流表

/1

G2和電流表Gi并聯，電流之比就是內阻的反比。如圖,石之，電流表Gi的內阻是100Q,所以電流表G2

的內阻等于200。。

(2)因為電流表G2量程為01mA,內電阻為200。，把它改裝成0多7的電壓表時，電流表上的電

壓為0.2V,故串聯的電阻上的電壓為2.8V,電阻箱②該調到電阻的大小為是=280()。。若將G改裝

2X10-3*1()0

成0D.5A的電流表，則R\=。4).40。。

nU.rD.—乙?入y1i.nv-3

(/in\

(3)根據閉合電路歐姆定律應有:E=I，m+R)乜八