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实验题题型练（二）
1．利用如图1所示的实验装置探究物体的加速度与合外力、质量的关系。
（1）除了图中已给出的实验器材及多个槽码、砝码外，还需要的两种测量工具是 ；
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．交流电源
（2）实验主要采用的研究方法是 ；
（3）与小车相连的细线与平板平行，平衡摩擦力后，当小车（包括砝码）质量M与槽码质量m的大小关系满足M m（选填“远大于”或“远小于”）时，可以认为细线对小车的拉力大小等于槽码重力；
（4）按正确的实验操作后，打出一条如图2所示的纸带，图中A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点间的时间间隔为T，A、B两点间的距离为x1，A、C两点间的距离为x2，则小车的加速度表达式为a＝ （用该小题中所给物理量字母表示）；
（5）按正确的实验操作（包括平衡摩擦力）后，画出了加速度a与合外力F关系图像如图虚线所示，若只是忘记平衡摩擦力，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系图像的示意图。
2．某同学用图（a）所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，R1是滑动变阻器，定值电阻R2＝3Ω。
（1）图（a）中A、B分别是 传感器、 传感器。
（2）请根据图（a），用笔画线代替导线将图（b）中实物图补充完整。
（3）该实验中，设传感器A的示数为a，传感器B的示数为b，则a关于b的函数关系式为a＝ 。（用b、E、r、R2表示）
（4）若实验中得到的两表的示数关系图象如图（c）所示，则该电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。
3．“跳环”实验是电磁感应现象中的一个著名的演示实验。如图所示，在线圈中插一根圆柱形软铁棒，将一轻质铝环套在铁棒上，接通开关，铝环便向上跳起。下列关于“跳环”实验的说法正确的是（ ）
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时铝环不会跳起
B．将铝环剪开一条缝，闭合开关时铝环不会跳起
C．线圈匝数与闭合开关时铝环跳起的高度无关
D．铝环向上跳起和向下降落两过程中环中的电流方向相反
4．用图甲数字化机械能守恒实验器验证机械能守恒定律。N为内置了光电门的摆锤，通过白色轻质杆悬挂于转轴M处，仪器上嵌有10个相同的白色圆柱体。当摆锤通过某个白色圆柱体时，光电门能测出通过该圆柱体所用的时间（即圆柱体遮光的时间），将轻杆拉至水平，由静止开始释放摆锤，记录摆锤通过①～⑩圆柱体所用的时间t，分别为t1、t2……t10，用左侧刻度尺测出①～⑩圆柱体与摆锤释放点间的高度差h分别为h1、h2……h10。重力加速度为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．实验中还需要测出摆锤的质量m
B．实验时应使左侧刻度尺处于竖直位置
C．白色圆柱体应沿圆弧等距均匀分布
D．若未从静止释放摆锤将不能验证机械能守恒定律
（2）用游标卡尺测量圆柱体的直径d如图乙，读数为 cm。
（3）若有关系式 （用题中所给字母表示）成立，则可验证摆锤从②运动到⑧的过程机械能守恒。
（4）实验中发现摆锤重力势能的减小量ΔEp略大于摆锤动能的增加量ΔEk，则可能的原因是 。
（5）由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，图像的纵坐标应为 （选填、t2或），根据图像说明机械能守恒的依据是 。
5．为了描绘一个标有“5V 3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组（电动势为5V，内阻约为1Ω）
B．被测小电风扇
C．电压表V1（量程为0～15V，内阻约为5kΩ）
D．电压表V2（量程为0～5V，内阻约为10kΩ）
E．毫安表mA（量程为100mA，内阻20Ω）
F．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为1A）
G．滑动变阻器R2（最大阻值为2000Ω，额定电流为0.3A）
H．定值电阻R3＝60Ω，R4＝4Ω
I．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选 （填“C”或“D”），滑动变阻器应选 （填“F”或“G”）。
（2）本实验需将毫安表改为量程为0.6A的电流表，则应将定值电阻 （填“R3”或“R4”）与毫安表mA （填“串联”或“并联”）。
（3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到A点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是 Ω（保留两位有效数字）。
6．如图1所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）甲同学接下来要完成的必要步骤有 。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝ 。
（3）如图2所示，甲同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽但仍平行。若其他操作正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
（4）甲同学准确的画好玻璃砖界面aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些。如图3所示，若其他操作正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
（5）乙同学采用的是梯形玻璃砖，在纸上画出的界面aa'，bb'与玻璃砖的位置如图4所示，实验过程和操作均正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。中小学教育资源及组卷应用平台
实验题题型练（二）
1．利用如图1所示的实验装置探究物体的加速度与合外力、质量的关系。
（1）除了图中已给出的实验器材及多个槽码、砝码外，还需要的两种测量工具是 ；
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．交流电源
（2）实验主要采用的研究方法是 ；
（3）与小车相连的细线与平板平行，平衡摩擦力后，当小车（包括砝码）质量M与槽码质量m的大小关系满足M m（选填“远大于”或“远小于”）时，可以认为细线对小车的拉力大小等于槽码重力；
（4）按正确的实验操作后，打出一条如图2所示的纸带，图中A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点间的时间间隔为T，A、B两点间的距离为x1，A、C两点间的距离为x2，则小车的加速度表达式为a＝ （用该小题中所给物理量字母表示）；
（5）按正确的实验操作（包括平衡摩擦力）后，画出了加速度a与合外力F关系图像如图虚线所示，若只是忘记平衡摩擦力，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系图像的示意图。
【解答】解：（1）实验中需要测量m和M以及纸带上打出点之间的距离，故需天平和刻度尺，打点计时器本身具有计时功能，因此不需要秒表，本题需要交流电源，但交流电源不是测量工具，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
（2）探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，需要保持合外力和质量其中一个不变，探究加速度与另外一个物理量的关系，这种方法叫做控制变量法。
（3）以槽码为研究对象，根据牛顿第二定律mg﹣F＝ma
以小车为研究对象，根据牛顿第二定律F＝Ma
联立得
当M远大于m时，可以认为细线对小车的拉力F大小等于槽码重力。
（4）根据逐差法，小车的加速度表达式为
（5）只忘记平衡摩擦力，根据牛顿第二定律F﹣f＝Ma
变形得
当拉力较小时，加速度为0，加速度达到一定数值后，才产生加速度，a﹣F图像如图所示：
故答案为：（1）BC；（2）控制变量法；（3）远大于；（4）；（5）见解析。
2．某同学用图（a）所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，R1是滑动变阻器，定值电阻R2＝3Ω。
（1）图（a）中A、B分别是 传感器、 传感器。
（2）请根据图（a），用笔画线代替导线将图（b）中实物图补充完整。
（3）该实验中，设传感器A的示数为a，传感器B的示数为b，则a关于b的函数关系式为a＝ 。（用b、E、r、R2表示）
（4）若实验中得到的两表的示数关系图象如图（c）所示，则该电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。
【解答】解：（1）由图（a）所示电路图可知，传感器A与滑动变阻器并联，则传感器A的电压传感器，传感器B串联在电路中，传感器B是电流传感器。
（2）电源、传感器B、开关、滑动变阻器、定值电阻组成串联电路，传感器A并联在滑动变阻器两端，根据图（a）所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；
（3）根据图（a）所示电路图，应用闭合电路的欧姆定律可知，传感器A的示数：a＝E﹣b（r+R2）
（4）由图（c）所示图象可知，电源电动势E＝2.8V，电源内阻rR2Ω﹣3Ω＝1Ω；
故答案为：（1）电压；电流；（2）实物电路图如图所示；（3）E﹣b（r+R2）；（4）2.8；1。
3．“跳环”实验是电磁感应现象中的一个著名的演示实验。如图所示，在线圈中插一根圆柱形软铁棒，将一轻质铝环套在铁棒上，接通开关，铝环便向上跳起。下列关于“跳环”实验的说法正确的是（ ）
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时铝环不会跳起
B．将铝环剪开一条缝，闭合开关时铝环不会跳起
C．线圈匝数与闭合开关时铝环跳起的高度无关
D．铝环向上跳起和向下降落两过程中环中的电流方向相反
【解答】解：A、把铁棒换成塑料棒，闭合开关时，铝环所在处的磁场仍有变化，则铝环中感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的增加，铝环仍会跳起，故A错误；
B、将铝环剪开一条缝，闭合开关时，铝环中没有感应电流，铝环不会跳起，故B正确；
C、线圈匝数的多少影响磁场的强弱，而闭合开关时，铝环中感应电流与磁场变化有关，则铝环跳起高度与线圈的匝数有关，故C错误；
D、铝环跳起时，远离线圈，环中的磁通量减小，环中的感应电流的磁场阻碍环中磁通量的减小，铝环下落时，靠近线圈，环中的磁通量增加，环中的感应电流磁场阻碍环中的磁通量增加，则两过程中环中的电流方向相反，故D正确；
故选：BD。
4．用图甲数字化机械能守恒实验器验证机械能守恒定律。N为内置了光电门的摆锤，通过白色轻质杆悬挂于转轴M处，仪器上嵌有10个相同的白色圆柱体。当摆锤通过某个白色圆柱体时，光电门能测出通过该圆柱体所用的时间（即圆柱体遮光的时间），将轻杆拉至水平，由静止开始释放摆锤，记录摆锤通过①～⑩圆柱体所用的时间t，分别为t1、t2……t10，用左侧刻度尺测出①～⑩圆柱体与摆锤释放点间的高度差h分别为h1、h2……h10。重力加速度为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．实验中还需要测出摆锤的质量m
B．实验时应使左侧刻度尺处于竖直位置
C．白色圆柱体应沿圆弧等距均匀分布
D．若未从静止释放摆锤将不能验证机械能守恒定律
（2）用游标卡尺测量圆柱体的直径d如图乙，读数为 cm。
（3）若有关系式 （用题中所给字母表示）成立，则可验证摆锤从②运动到⑧的过程机械能守恒。
（4）实验中发现摆锤重力势能的减小量ΔEp略大于摆锤动能的增加量ΔEk，则可能的原因是 。
（5）由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，图像的纵坐标应为 （选填、t2或），根据图像说明机械能守恒的依据是 。
【解答】解：（1）A、实验需要验证重力势能的减少量mgh与动能的增加量间的关系，质量m可以约去，实验不需要测出摆锤的质量m，故A错误；
B、为准确测出摆锤下降的高度，实验时应使左侧刻度尺处于竖直位置，故B正确；
C、白色圆柱体应不必沿圆弧等距均匀分布，故C错误；
D、只要求出初末位置重力势能的减少量与动能的增加量就可验证机械能守恒定律，若未从静止释放摆锤也可以验证机械能守恒定律，故D错误。
故选：B。
（2）由图示游标卡尺可知，其精度是0.05mm，读数是6mm+4×0.05mm＝6.20mm＝0.620cm。
（3）摆锤经过第二个圆柱体时的速度大小v2，经过第8个圆柱体时的速度大小v8
摆锤从②运动到⑧的过程中，由机械能守恒定律得：mg（h8﹣h2），整理得：2g（h8﹣h2）
（4）摆锤下摆过程要受到空气阻力、轻杆与转轴处有摩擦阻力，摆锤下摆过程要克服阻力做功，机械能有损失，重力势能的减少量余额大于动能的增加量。
（5）摆锤经过某圆柱体时的速度v，下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh，整理得：h，g、d是常数，与h成正比，图象的纵坐标应为；则h图象的斜率k
故答案为：（1）B；（2）0.620；（3）2g（h8﹣h2）；（4）摆锤下摆过程要克服阻力做功；（5）；图像的斜率为，重力势能的减少量等于动能增加量，机械能守恒。
5．为了描绘一个标有“5V 3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组（电动势为5V，内阻约为1Ω）
B．被测小电风扇
C．电压表V1（量程为0～15V，内阻约为5kΩ）
D．电压表V2（量程为0～5V，内阻约为10kΩ）
E．毫安表mA（量程为100mA，内阻20Ω）
F．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为1A）
G．滑动变阻器R2（最大阻值为2000Ω，额定电流为0.3A）
H．定值电阻R3＝60Ω，R4＝4Ω
I．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选 （填“C”或“D”），滑动变阻器应选 （填“F”或“G”）。
（2）本实验需将毫安表改为量程为0.6A的电流表，则应将定值电阻 （填“R3”或“R4”）与毫安表mA （填“串联”或“并联”）。
（3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到A点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是 Ω（保留两位有效数字）。
【解答】解：（1）电路中的电源的电动势为5V，为减少误差，所以电压表应该选择V2，即选择D；
实验要求电压从零开始，滑动变阻器采用分压式接法，为了保证电路安全和便于调节，即选择F。
（2）将电表改装成大量程的电流表，所以应该选择一个阻值小的电阻与电表并联进行分流，设电阻的阻值为R，由电流关系得
代入数据解得R＝4Ω
由上述分析可知，应该选择电阻R4与电表并联。
（3）OA段是直线，其余为曲线，即电风扇在A点时启动，由图像可知此时电压表的读数为U＝1.5V，毫安表的示数I1＝50mA
此时通过改装电流表的电流（即流过电风扇的电流）
由于电风扇电动机还未启动，因此电动机线圈电阻为。
故答案为：（1）D；F；（2）R4；并联；（3）5.0。
6．如图1所示，甲同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）甲同学接下来要完成的必要步骤有 。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝ 。
（3）如图2所示，甲同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽但仍平行。若其他操作正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
（4）甲同学准确的画好玻璃砖界面aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些。如图3所示，若其他操作正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
（5）乙同学采用的是梯形玻璃砖，在纸上画出的界面aa'，bb'与玻璃砖的位置如图4所示，实验过程和操作均正确，则折射率的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
【解答】解：（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定皮P3大头针的位置，方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置，方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。故该同学接下来要完成的必要步骤有BD。
（2）玻璃砖的折射率为
（3）将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于，故折射率的测量值将偏小。折射率的测量值小于准确值。
（4）如图所示，实线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而虚线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律知，折射率的测量值等于准确值。
（5）只要操作正确，测量的结果与玻璃砖的形状无关，所以乙同学测得的折射率等于准确值。
故答案为：（1）BD；（2）；（3）小于；（4）等于；（5）等于。
