題目列表(包括答案和解析)
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一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。
實驗器材：電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片。
實驗步驟：
（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
（2）啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點計時器開始打點。
（3）經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量。
① 由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω= 。式中各量的意義是：
.
② 某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m，得到紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為 。
（1） （2）6.8/s。 |
8．如圖是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖．其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q，從而求出其電容C．
該實驗的操作步驟如下：
（1）按電路圖接好實驗電路．
（2）接通電鍵S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度．記下這時的電壓表讀數(shù)U0＝6.2V和微安表讀數(shù)I0＝490μA．
（3）斷開電鍵 S并同時開始計時，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i，將讀數(shù)記錄在預先設計的表格中．
（4）根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標，i為縱坐標，在坐標紙上描點（在圖中用“×”表示）．根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖象，可以估算出當電容器兩端電壓為U0時該電容器所帶的電荷量Q0約為 C，從而算出該電容器的電容約為 F．
思路分析與參考答案： 用一條光滑曲線將坐標系中的點依次相連，得到放電曲線，曲線跟橫軸所圍的面積就表示放電過程放出的電荷量．每小方格代表的電荷量為 q = 2.5×10－4 C．用四舍五入的方法數(shù)得小方格有 32個，因此 Q0 = 8×10－3 C．根據(jù) C = Q0/U0，得電容為 C =1.3×10－3F．
9．有一內(nèi)阻未知（約25kΩ ~ 35kΩ）、量程未知（約25V ~ 35V），共有30個均勻小格的直流電壓表 V．
（1）某同學在研究性學習過程中想通過上述電壓表測量一個多用表中歐姆檔的內(nèi)部電源的電動勢，他們從多用表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為30．
A．請你將他們的實驗電路連接起來．他們在實驗過程中，歐姆檔的選擇開關(guān)撥至倍率“×_______” ．
B．在實驗中，同學讀出電壓表的讀數(shù)為U，歐姆表指針所指的刻度為n，并且在實驗過程中，一切操作都是正確的，請你導出歐姆表電池的電動勢表達式．
（2）若在實驗過程中測得該電壓表內(nèi)阻為30kΩ，為了測出電壓表的量程，現(xiàn)有下列器材可供選用，要求測量多組數(shù)據(jù)，并有盡可能高的精確度．
標準電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻3kΩ
電流表A：量程0~3A，內(nèi)阻未知
滑動變阻器：總阻值1kΩ
穩(wěn)壓電源E：30V，內(nèi)阻不能忽略
電鍵、導線若干
A．在右邊方框中畫出實驗電路圖
B．選用記錄數(shù)據(jù)中任一組，寫出計算量程的
表達式Ug = ______________．
式中各字母的意義是：____________________________________________．
思路分析與參考答案：（1）A．電路如圖所示，測電阻時應盡量使指針指在中間值附近，所以應選“×1k”．
B．歐姆表中值電阻為R中
= 30×1kΩ= 30000Ω，歐姆表指n刻度，則電壓表內(nèi)電阻RV
= 1000n，流過電壓表電流IV = U/RV = U/(1000n)，根據(jù)閉合電路歐姆定律電池電動勢E = U
+ IVR中 = 
U．
（2）A．如圖所示．
，所以不能用電流表；又電壓表的量程較小于電源電動勢，所以滑動變阻器應用分壓接法．
B．Ug = 
，其中N：V表指針所指格數(shù)，U1：V1表讀數(shù)．
10． 電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關(guān)．下左圖是研究它們的關(guān)系的實驗電路．為了便于進行實驗和保護蓄電地，給蓄電池串聯(lián)了一個定值電阻R0，把它們一起看作電源（圖中虛線框內(nèi)部分）．于是電源的內(nèi)電阻就是蓄電池的內(nèi)電阻和定值電阻R0之和，用r表示．電源的電動勢用E表示．
（1）寫出電源的輸出功率P跟E、r、R的關(guān)系式： ．（電流表與電壓表都看作理想電表）
（2）在下右圖的實物圖中按照下左圖畫出連線，組成實驗電路．
（3）下表中給出了6組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)．在圖中的方格紙中畫出P－R關(guān)系圖線．根據(jù)圖線可知，電源輸出功率的最大值是_____________W，當時對應的外電阻是_____________Ω．
（4）由表中所給出的數(shù)據(jù)，若已知跟電源串聯(lián)的定值電阻的阻值為R0＝ 4.5Ω，還可以求得該電源的電動勢E = _________V，內(nèi)電阻r0 = __________Ω．
思路分析與參考答案：（1）P = E2R / (R+r)2 (2) 圖略�。�3） 圖略，0.80 5.0
（4）4.0 0.5
11．現(xiàn)有一阻值為10.0Ω的定值電阻、一個電鍵、若干根導線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案．（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐），要求：
（1）在下邊方框中畫出實驗電路圖
（2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟
（3）用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達式r = ________．
思路分析與答案：（1）如圖所示
（2）①斷開電鍵，記下電壓表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)N1
②合上電鍵，記下電壓表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)N2
③
12．現(xiàn)要求測量一個阻值較大的電阻Rx的阻值．從實驗能夠找到的實驗器材如下：
電動勢與內(nèi)電阻均未知的直流電源E
滑動變阻R1（全電路為300Ω）
標準電阻R0（阻值已知）
電壓表2只，V1、V2（量程均能滿足實驗要求）
開關(guān)（單刀開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)各一個）
導線若干
某同學通過實驗研究發(fā)現(xiàn)Rx的阻值數(shù)值級與R0及電壓表內(nèi)電阻相當，于是他設計了一種電路，其控制電路出圖所示．
(1) 請你在圖中補全測量電路．（要求標出實驗器材符號）
(2) 簡要寫出實驗的測量原理及電阻Rx的計算表達式．（表達式中的物理量需要加以說明）．
思路分析與答案：（1）電路圖如圖所示．
(2) 將S2與1接通，讀出電壓表V2示數(shù)U1，并讀出電壓表V1示數(shù)U；再將S2與2接通，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)仍為U（即電壓表V1示數(shù)不變），讀出電壓表V2示數(shù)U2．在R0、Rx串聯(lián)電壓保持不變時，根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路性質(zhì)可知U1：U2 = R0：Rx，故Rx = 
．
（熱學實驗題編題者：孫道華 魏 昕）
13．在用油膜法粗測分子直徑的實驗中，在哪些方面作了理想化的假設
_____________________________________________________________________．
下面是一次實際測量的數(shù)據(jù)。將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的酒精溶液，已知1cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，測出這一薄層的面積為0.2m2。由此可計算出油酸分子的直徑為____________m。
思路分析與答案：1．將油膜看成單分子膜；將油分子看作球形；認為油分子是一個緊挨一個的． 2．5×10-10m
14．在做用油膜法估測分子大小的實驗中，已知實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為A，又用滴管測得每N滴這種酒精油酸的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如右圖)測得油膜占有的小正方形個數(shù)為X．
⑴ 用以上字母表示油酸分子的大小d。
⑵ 從右圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為X =________________．
思路分析與答案：1．D = 
2．X = 57．
（光學實驗題編題者：孫松慶 丁家旗）
15．如圖（a）所示是利用雙縫干涉測定單色光波長的實驗裝置，濾光片的作用是_____，單縫的作用是_______________，雙縫的作用是______________，單縫和雙縫之間的方向關(guān)系是_______________．某同學在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時（圖1），游標卡尺的示數(shù)如圖3所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時（圖2），游標卡尺的示數(shù)如圖4所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖3中游標卡尺的示數(shù)為__________mm．圖4游標卡尺的示數(shù)為_______________mm．實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是______________，所測單色光的波長為___________m．
（a）
思路分析與答案：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行，11.5mm，16.7mm，減小實驗誤差，6.5×10－7．
16．測定玻璃折射率的實驗中
(1) 某同學做實驗插針的步驟如下：
A． 在表示入射光線的AO上插上大頭針P1和P2
B． 通過玻璃磚觀察P1和P2，調(diào)整視線，直到P1的像被P2的像擋住
C． 在觀察一側(cè)插上大頭針P3和P4，并記下P3和 P4的位置。
這位同學在操作中有什么重要疏漏？
(2) 以通過P1P2的直線與玻璃磚的交點O為圓心，以某一適當長度R為半徑畫圓．與OA交于P，于OO′的延長線交于Q，從P和Q分別做玻璃磚界面的法線NN′的垂線，P′和Q′分別為垂足，如圖所示，用刻度尺量得PP′＝45mm，QQ′＝30mm．求玻璃磚的折射率．
思路分析與答案：（1）疏漏：插針時應使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P1、P2、P3的像．（2）根據(jù)折射定律：
．
（用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學元件
練習使用示波器
（黑箱、示波器、傳感器等實驗題編題者：錢嘉偉 郭 穎 潘天飛）
17．如圖，甲為在10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R1=2kΩ，R2 = 1.5kΩ，R3 = 4kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，當a、b端電壓Uab＜0，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當Uab＞0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱．則恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在 ℃．
［解析］電熱絲在工作與不工作的臨界狀態(tài)上，a、b電勢相等．此時R2、Rt兩端電壓勢必相等，因此就有R1/ R2＝R3/ Rt，由此可算得Rt＝3kΩ．從熱敏電阻的R－t圖像可知Rt＝3kΩ時，溫度為25℃．
［思路點撥］本題由電路知識算出臨界狀態(tài)下熱敏電阻的阻值，再通過查R－t圖像的方法推得溫度．
18．如圖所示，A、B、C為黑箱上的三個接點，已知任意兩個接點間最多只能接一個元件，可能的元件有電池、電阻和二極管．
（1）用多用電表判斷黑箱內(nèi)有無電池，操作方法是：
_____________________________________________．
（2）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)黑箱內(nèi)沒有電池，用多用電表的歐姆擋測量各接點間的電阻，結(jié)果如下，試在圖中畫出黑箱內(nèi)一種可能的電路．
紅表筆接點
C
B
B
C
黑表筆接點
B
C
B
A
A
表盤示數(shù)
很小
很大
比AB間阻值R略大
很大
［解析］（1）用多用電表的直流電壓擋測各對接點間的電壓，若任意一組接點間均無電壓，則能說明黑箱內(nèi)沒有電池．
（2）用歐姆檔測量時，黑表筆雖然插負接線孔，但連接的是歐姆表內(nèi)電源的正極．黑表筆接B點，紅表筆接C點，電流是從B流向C的；而反接時，電流是從C流向B的，兩次阻值相差很多說明C、B間有二極管，且二極管的“＋”極與B點相接．
A、B間正接反接，阻值恒定，說明A、B可能存在電阻．
黑表筆接A點，紅表筆接C點，有阻值且阻值比R略大；反接時阻值很大．說明A、B間的電阻與B、C間的二極管串聯(lián)才有這種情況，且A、C間不可能有其它電阻或二極管構(gòu)成一條支路與上述電阻、二極管支路并聯(lián)，否則現(xiàn)象與表格最后兩列的結(jié)果無法相符．黑箱內(nèi)元件連接如圖所示．
［思路點撥］熟悉電路串并聯(lián)的基本性質(zhì)，掌握二極管單向通電的特性．
19．若示波器所顯示的輸入波形如圖所示，要將波形上移，應調(diào)節(jié)面板上的________旋鈕；要使此波形橫向展寬，應調(diào)節(jié)________旋鈕；要使屏上能夠顯示3個完整的波形，應調(diào)節(jié)_____________________旋鈕．
［解析］豎直位移，X增益，掃描范圍和掃描微調(diào)
［思路點撥］熟悉J2459型示波器的面板，掌握面板上各旋鈕、開關(guān)的名稱和作用，會進行基本的操作，并要理解示波器的基本構(gòu)造和工作原理．
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，T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應的米尺的刻度值，n為選定的兩點間的打點數(shù)（含兩點）。
或
……；（s5+s6）/2T；1，5
