高中物理竞赛培训试题--实验填空题

实验填空题1．将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图(甲)所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心之距l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴做出函数关系图象，就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度(1)现有如下测量工具：A.时钟；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺。本实验所需的测量工具有_______________________________________；(2)如果实验中所得到的T2—t关系图象如图(乙)所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的________________；(3)由图象可知，小筒的深度h＝________m；当地g＝_____________m/s2.1．(1)BD(2)a(3)0.3，9.862．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．（1）他们应选用下图所示的哪个电路进行实验？答：（）（2）实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：．（3）把元件Z接入如下左图所示的电路中，当电阻R的阻值为R1＝2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为R2＝3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电池的电动势为V，内阻为Ω．(不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字)（4）用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如下右图所示，则元件Z的直径是mm．U(V)00.400.600.801.001.201.501.60I(A)00.200.450.801.251.802.813.20ZAVAZAVBZAVCZAVD00455ZRErSA2．（1）A；（2）半导体（3）4.0V、0.40Ω；（4）1.9903.用如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角α和β都是已知的，紧贴直角边AC的是一块平面镜，将一细束光线SO入射到棱镜的AB面上，适当调整SO的入射方向，使从AB面出射的光线与入射光线SO恰好重合，在这种情况下，仅需要测出一个物理量_____________就可以算出该棱镜的折射率，则计算折射率的表达式为n=_________________。3.∠SOB或入射角icossinSOB或sinsini4．某同学用如下图所示的电路测量一个电容器的电容。图中R是12kΩ的高阻值电阻，串在电路中的数字多用电表调至微安档，并且数字多用电表表笔的正负极可以自动调换。电源电压为6.0V。(1)实验时先将开关S接1，经过一段时间后，当数字电表示数为μA时，表示电容器电量充至最多；(2)然后将开关S接至2，电容器开始放电，每隔一段时间记录一次电流值，数据如下表所示：试根据记录的数据作出电容放电的I—t图象。(3)已知在电容器的放电I—t图象中，图线与两坐标轴所围成的面积就是电容器的放电量；试由上述所作出的I—t图象求出该电容器的放电量为C；由此得出该电容器的电容C=F。4．⑴0⑵图略⑶电量：8.5×10-3C(在8.2×10-3C与8.8×10-3C之间均得分)电容：1.41×10-3F(在1.37×10-3F与1.47×10-3F之间均得分)5．用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，而按图所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除.⑴请你简要写出还未完成的主要操作步骤，并用字母表达出相应的测量值。①闭合开关S1，开关S2接2，调节RP和R'P，使电压表的示数接满量程，读出电流表和电压表的示数I2、U2。②保持RP不变_______________________________________________.⑵请你推导出待测电阻RX的表达式_________________.t/s05101520304050607080I/μA4983702802201659550221610512340567812354t/×10sI/×100μAERCS12数字多用表⑶用线把实线图按电路图连成测量电路。12、⑴②S2接1，闭合S1，调节RP'使电压表和电流表尽量接近满量程，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。⑵RX=1122IUIU⑶（略）．6．学校开展研究性学习。某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器．如图所示．在一个圆盘上过其圆心0作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P1位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察Pl、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住Pl、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值．这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则：(1)若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为．(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答：(3)做AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为．6．(1)1.73(2)P4(3)17.如图1-7-4，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。（1）还需要的器材是、。（2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对能的测量，进而转化为对和的直接测量。（3）为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器材外，还准备了两个轻簧，所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。7．小球的质量m=Kg，弹簧A压缩量x（m）上升高度h（m）E=mgh（J）压缩量x=cm，小球的质量m=KgRPVAS21RXrS12VAS2S1RPRX图1-7-4弹簧ABC劲度系数k（N/m）上升高度h（m）E=mgh（J）（1）天平、刻度尺（2）小球重力势能、质量、上升高度（3）见上。8．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1-7-13所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图1-7-14所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2100.5s和2100.2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图1-7-15所示。（1）读出滑块的宽度d＝cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1=m/s，滑块通过光电门2的速度；v2=m/s。（3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=（用字母表示）。8．（1）5.015（2）1.02.5（3）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b（4）Lgabvvah2)(21229．电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关．右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池，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．⑴写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：__________．（安培表、伏特表看作理想电表）⑵下表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在右边的方格纸中画出P-R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______Ω．（3）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=4.5Ω，还可以求得该电源I（A）0.200.280.360.440.520.60U（V）3.002.602.201.801.401.00U/I(Ω)UI(W)光电计时器光电门显示屏00.0ab图9N12LdPQM图1-7-13图1-7-14图1-7-15VAR0E，r0.60P/WR/Ω02468101214160.550.650.700.850.800.75567cm05101520图1-7-23(a)(b)(c)(d)的电动势E=______V，内电阻r0=______Ω．9．（1）P=E2R/（R+r）2（2）0.805.0（3）4.00.5010．如图1-7-22的电路中R1=R2=100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图1-7-23所示．电源电动势E=100V，内阻不计．求：⑴当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．⑵当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．10．（1）0.60A24W（2）0.46A12W11．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n,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，如图测得油膜占有的小正方形个数为m．⑴用以上字母表示油酸分子直径的大小d．⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______.11．⑴NmanVd2；⑵5812．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验。某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置、实验器材有：（a）内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1m2；（b）给你盛水塑料袋一个；（c）温度计一个；（d）玻璃板一块（约1m2）．如图1-7-42所示．有一块斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在图1-7-43中．已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量△t间的关系是Q＝cm△t，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、△t外，还应测量的物理量是．本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：．12．解：装置图如右。还应该测量的物理量是温度升高所用的时间t。产生误差的主要原因是太阳能没有全部被水吸收。13．某学生为测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为K)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为O；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．请完成对该物体质量的测量．(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可LKR1R2E图1-7-22I/AU/V0204060801000.800.600.400.20图1-7-42图1-7-43图7-3-8调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出未完成的测量电路图．(2)简要说明测量步骤，求出比例系数K，并测出待测物体的质量m．(3)请设想实验中可能会出现的一个问题．13．（1）对力电传感器的输入电压的连接、输出电压的测量电路如图所示，滑线变阻器采用分压型接法，以满