时间:2020-08-09 22:20:09
1、实验题 （18分）
⑴某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是?。
⑵用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是?mm。
?
⑶某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只须测量出?，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的测量量表示出折射率n=?。
⑷某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A. 电流表（量程100μA，内阻约2kΩ）；
B. 电流表（量程500μA，内阻约300Ω）；
C. 电压表（量程15V，内阻约100kΩ）；
D. 电压表（量程50V，内阻约500kΩ）；
E. 直流电源（20V，允许最大电流1A）；
F. 滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；
G. 电键和导线若干。
电流表应选_________.电压表应_________.(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①___________________________________；
②___________________________________。
参考答案：（1）可能是减速上升或加速下降。（2）1.704-1.708（3）
。
（4）C? ①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
本题解析：（1）物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。
（2）注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704-1.708都算正确。
（3）由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P1、P2的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度θ时有。
（4）电学实验选择仪器的一般步骤如下：① 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；② 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；③ 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据
与
之间的关系来判断，当
>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。
（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25kΩ，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为
，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。
（2）根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为：①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
本题难度：简单
2、实验题 (8分) 某电流表的量程为50mA，内阻为50
，其表面的刻度盘已损坏，要重新通过测量来刻画出刻度值，有下列器材：
?
A．待测电流表
B．9V直流电源
C．“0-10
，1A”滑动变阻器
D．“0-100，50mA”滑动变阻器
E．“0.6A，0.5标准电流表
F．“3A，0.01”标准电流表
G．5标准电阻
F．20标准电阻
I. 开关及导线若干
(1)应选用的器材?(填选用器材序号)。
(2)画出实验电路图
(3)待刻度电流表的电流表刻度值
x =?．说明式中各物理量的表示意义?。
参考答案：（1）ABCEGI（2分）
（2）电路图略(用E串联G成为电压表，在用外接法、分压式电路)（2分）
（3）
?（2分）
式中
为E表示数，
为E表内阻，
为5Ω标准电阻，
为待刻画表内阻?（2分）
本题解析：（1）ABCEGI（2分）（2）电路图略(用E串联G成为电压表，在用外接法、分压式电路)（2分）（3）改装后的电压表与R并联，所以R两端电压为
，所以流过R的电流由欧姆定律可知为式中为E表示数，为E表内阻，为5Ω标准电阻，为待刻画表内阻
本题难度：一般
3、简答题 图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，试完成下列问题：
（1）图中方框A、B、C分别为：
A______，B______，C______．（选填“电压传感器”、“电流传感器”和“数据采集器”）；
（2）在实验中，通过B、C测得的物理量的数值分别是X、Y，电动机的内阻为r，则此时电动机的输入功率的表达式P入=______；
（3）在实验中，电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率?η=______．（重力加速度为g）
参考答案：（1）A与计算机相连，是数据采集器；
B与电动机并联，是电压传感器；
C与电动机串联，是电流传感器；
（2）电压表读数是X，电流表读数是Y，故电动机输入功率为：P入=XY；
（3）消耗的电能是XYt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，也等于消耗的电能减去电动机内阻的热能，即XYt-I2rt；
故效率为：η=mghXYt=XY-Y2rXY；
故答案为：（1）数据采集器，电压传感器，电流传感器；（2）XY；（3）mghxyt或xy-y2rxy．
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V，1.5 W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：
A．直流电源3V（内阻可不计）
B．直流电流表0-3 A（内阻0.l Ω）
C．直流电流表0-600 mA（内阻约5 Ω）
D．直流电压表0-3 V（内阻约3 kΩ）
E．直流电压表0-15 V（内阻约200 kΩ）
F．滑动变阻器10Ω、1A
G滑动变阻器l kΩ、300 mA
（1）除开关、导线外，为了完成实验需要从上述器材中选用____（用序号字母表示）。
（2）若某同学用导线a、b、c、d、e，f、g和h按如图所示的电路连接，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后，发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则判断断路的导线为____；若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为____；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为____。
（3）下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在下图方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
（4）若将该灯泡与一个10 Ω的定值电阻串联，直接接在题中电源两端，则可以估计该小灯泡的实际功率为____（保留两位有效数字）。
参考答案：（1）ACDF
（2）d，h，g
（3）
（4）0.16W
本题解析：
本题难度：困难
5、实验题 某学习小组通过实验来研究用电器D的导电规律。他们在实验中测得用电器D两端的电压与通过D的电流的数据如下表： 
（1）请根据上述表格中的数据，在图中用笔连线补充完成该电路的实物图； 
? 
（2）利用这些数据绘出的用电器D的伏安特性曲线如图所示。已知A、B两端电压恒为1.5V，请结合图线解决下列问题：
①若把用电器D接入如图1所示的电路中时，电流表的读数为0.100A，则定值电阻R0阻值为________Ω；
②若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路，如图2，则在该电路中用电器D的工作压为__________V。 
参考答案：（1）
（2）10，0.83
本题解析：
本题难度：一般