2020年高考理综复习物理实验题（6） 6页

第 1 页 共 6 页 理科综合物理实验题（6） 1．（18 分）有一根细长而均匀的金属材料样品，截面形状为外方（正 方形）内圆，如图所示。因管线内径太小，无法直接测量，现在 利用电阻定律设计一个实验方案间接测其内径 d。 已知此金属材料的电阻率为 m 71000.9 ，样品长取 L=100.0cm，电阻约为 5Ω，请帮助完成以下实验容： 1）（4 分）利用螺旋测微器测截面正方形边长 a， 如果测量结果如图所示，则 a= mm 2）利用以下提供的器材测量金属样品的电阻 R. A．直流电源（6V，0.05Ω） B．电压表 V（3V，6kΩ） C．电流表 A1（600mA，5Ω） D．电流表 A2（3A，0.1Ω） E．滑动变阻器 R1（2kΩ，0.5A） F．滑动变阻器 R2（10Ω，2A） G．一个开关 S，若干导线。 （1）（4 分）应选用的器材是： （填代号）。 （2）（5 分）请在右框中画出你所设计的实验电路图（要求多测几组数据，尽可能准确），并标明所用器 材。 （3）（5 分）利用所给物理量写出计算内径的表达式：d= 。 2．实验（18 分） （1）某同学在做“有单摆测定重力加速度”的实验。 ①测摆长时测量结果如图 1 所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为 cm；然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间如图 2 所示，秒表读数为 s． ②他测得的 g 值偏小，可能的原因是 （ ） A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表提前按下 D．实验中误将 49 次全振动数为 50 次 第 2 页 共 6 页 （2）为了测量一个“12V、5W”的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材： 电源：12V，内阻不计； 电流表：0~0.6A，0~3A，内阻可忽略； 电压表：0~3V，0~15V，内阻很大； 滑动变阻器；阻值范围 0~20Ω，允许最大电流 1A 开关一个，导线若干。 实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0V 调到 12V. ①请在右框中画出实验电路图. ②按画出的电路图，在下面图 3 的实物图上连接. ③某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图 4 所示。某次测量时，电流表指针位置如图 5 所示，电流表 读数为 A，此时小灯泡的实际功率为 W。 3．实验（18 分） （1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是 1mm，游标上有 20 个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如 第 3 页 共 6 页 图 1 所示的读数是 mm。 如图 2，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是 mm。 （2）为了测量两节串联干电池的电动势， 某同学设计了如图 3 所示的实验电路。 其中：E 是待测电池组，内阻不能忽略； V1、V2 是两只量程都合适的电压表， 内阻不是很大，且未知； S1、S2 是单刀单掷开关；导线若干。 ①请根据电路图 3，在图 4 中连线，将器材连成实验电路。 ②实验中需要测量的物理量是 。 ③用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池电动势的表达式。（写出推导过程） 。 4．（18 分） （1）（8 分）某同学用如图 8 甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的实验，他用带有游标尺 的测量头（如图 8 乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离△x。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线 对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图 8 丙所示；转 动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第 6 亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图 8 丁所示， 则图 8 丙的示数 x1= mm；图 1 丁的示数 x2= mm。如果实验中所用的双缝间的距离 d=0.20mm，双缝到屏的 距离 L=60cm，则计算波长的表达式  = （用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数 据，可得实验中测出的光的波长  = m。 第 4 页 共 6 页 （2）（10 分）电阻的测量 用以下器材测量一待测电阻 Rx 的阻值（约 100Ω）： 电源 E，电动势约为 6.0V，内阻可忽略不计； 电流表 A1，量程为 0~50mA，内电阻 r1=20Ω； 电流表 A2，量程为 0~300mA，内阻 r2=4Ω； 定值电阻 R0，阻值 R0=20Ω 滑动变阻器 R，最大阻值为 10Ω； 单刀单掷开关 S，导线若干。 ①要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。试在虚线框中画出测量电阻 Rx 的一种实验电路原理图（原 理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 ②根据你所画的电路原理图，将图 2 所示的实物连成实验电路。 ③若某次测量中电流表 A1 的示数为 I1，电流表 A2 的示数为 I2。则由已知量和测量量计算 Rx 的表达式为 Rx= 。 5．（18 分）（1）图 1 是用螺旋测微器测量一金属丝直径时的示数，该金属丝直径的测量值为 mm。 （2）某同学研究小车在斜面上的运动，现用打点计时器记录小车 做匀变速直线运动的情况，得到了一段纸带如图 2 所示。在纸 带上选取几个相领计数点 A、B、C、D，相邻计数点间的时间 间隔均为 T，测量出 A 与 B 两点间的距离为 s1，B 与 C 两点 间的距离为 S2，C 与 D 两点间的距离为 s3。由此可算出小车 运动的加速度大小 a= ；打点计时器在打 B 点时，小车的速度大小 vB= 。（用时间间隔 T 和所测的计数点间距离的字母表示） （3）利用如图 3 所示电路测量一量程为 300mV 的电压表的内阻 Rv，Rv 约为 300Ω。某同学的实验步骤如下： ①按电路图正确连接好 电路，把滑动变阻器 R 的滑片 P 滑到 a 图 2 第 5 页 共 6 页 端，闭合电键 S2，并将电阻箱 R0 的阻值调到较大； ②闭合电键 S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度； ③保持电键 S1 闭合和滑动变阻器滑片 P 的位置不变，断开电键 S2，调整电阻箱 R0 的阻值大小，使电压表 的指针指到满刻度的一半；读出此时电阻箱 R0 的阻值，即等于电压表内阻 Rv 。 实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值 999.9Ω）、电池（电动势约 1.5V，内阻可忽略不计）、 导线和电键之外，还有如下可供选择的实验器材： A．滑动变阻器：最大阻值 150Ω B．滑动变阻器：最大阻值 10Ω C．定值电阻：阻值约20Ω D．定值电阻：阻值约 200Ω 根据以上设计的实验方法，回答下列问题： ①为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器 R 应选 用 。定值电阻 R′应选用 （填序号） ②对于上述测量方法，从实验原理分析可知，在测量无误的情况下，实际测出 的电压表内阻的测量值 R 测 真实值 RV（填“大于”、“小于”或“等 于”），且在其他条件不变的情况下，若 Rv 越大，其测量值 R 测的误差就越 （填“大”或“小”）。 参考答案 1．（1）0.685（±0.002） （2）①ABCFG ②如图所示 2．（18 分）（1）①99.80 100.6 （4 分） ②BC （2 分） （2）①电路图如右图所示（4 分）②电流表选 0.6A 量程， 电压表选 15V 量程，图略，（4 分）③0.40 2.4 （4 分） 3．18 分 （1）13.55mm 0.680mm 或 0.681mm（8 分） （2） ①图略。 （2 分） ②闭合 S1，V1 的读数 U1，V2 的读数 U2。（2 分） 再闭合 S2，V1 的读数 U1′。（2 分） 第 6 页 共 6 页 ③设电源内阻为 r，电压表 V1 的内阻为 Rv1 rR UUUE rR UUE v v 1 1 21 1 1 1    导出 11 21 UU UUE    （4 分） 4．（18 分） （1）1.15……………………2 分 8.95……………………………… 2 分 )(5 12 xxL d  ………………………2 分 5.2×10－7………………………… 3 分 （2）①如答图—1 所示……………………………………3 分 ②如答图—2 所示……………………………………3 分 ③ 10 1 12 120 1 2 )( rRI IIRrrRI IR xx  或 ………………………………4 分 5．（18 分）（1）0.920……4 分 （2） 2 23 2 13 ( 2 T ss T ss  或 、 2 12 T ss  ）……3 分 T ss 2 21  ……3 分 （3）①B，C……4 分 ②大于，小……4 分 说明：（3）题每空 2 分。