高中物理实验题

如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；
②对两个传感器进行调零；
③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数；
④取下钩码，移动传感器A改变θ角；
重复上述实验步骤，得到表格.

F1	1.001	0.580	…	1.002	…
F2	－0.868	－0.291	…	0.865	…
θ	30°	60°	…	150°	…

（1）根据表格，A传感器对应表中的力________（选填“F₁”或“F₂”）．钩码质量为________kg（保留1位有效数字）．
（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是（ ）
A．因为事先忘记了调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消除实验的误差

为了较为精确测量某一定值电阻的阻值，情趣小组先用多用电表进行粗侧，然后用伏安法精确测量，现准备了一下器材

A．多用电表

B．电压表，量程6V，内阻约为10kΩ

C．电压表，量程15V，内阻约为20kΩ

D．电流表，量程0.6A，内阻约为0.2Ω

E.电流表，量程3A，内阻约为0.02Ω
F.电源：电动势E=9V
G.滑动变阻器，最大阻值10Ω，额定店里2A
H.导线、电键若干
（1）在用多用电表粗侧时，该兴趣小组首先选用欧姆档，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关应换用_________欧姆档，按操作规程再次测量电阻的阻值，此时欧美表的指针如图乙所示，读数为_______Ω

（2）在用伏安法精确测量时，要求待测电阻的电压从零开始连续调节，则要完成测量，应选择的电压表是__________，电流表是_____________（填器材前面的字母代号），并在方框内画出实验电路图

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）分别用游标为20分度的游标卡尺和用螺旋测微器测量其长度和直径如图1，可知其长度为为   mm，直径为______mm；

（2）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图2，则该电阻的阻值约为______Ω．

（3）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A1（量程0～4 mA，内阻约50Ω ）
电流表A2（量程0～10 mA，内阻约30Ω）
电压表V1（量程0～3 V，内阻约10kΩ）
电压表V2（量程0～l5 V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4 V，内阻不记）
滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析请在图3框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号；
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估逄此圆柱体材料的电阻率约为ρ=            Ωm。（保留2位有效数字）

实验室中为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率.先完成了下列部分步骤：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图所示，由图可知其长度为________mm.
（2）用螺旋测微器测量其直径，如图所示，由图可知其直径为_________mm.
      

某同学在研究小车运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点，该同学选择ABCDEF六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在图中，单位是cm，（下列计算结果均保留三位有效数字）

（1）则在打下C、E这两点时小车的瞬时速度v_C=      m/s，v_E=      m/s，
（2）小车的加速度大小为      m/s²．

用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”，


（1）用笔画线代替导线在实物图上正确连线；
（2）实验中测得数据如下：

物理量	1	2	3	4	5
R /Ω	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2
U /V	0.95	0.85	0.78	0.65	0.40
U^-1 /V^-1	1.05	1.18	1.28	1.54	2.50

 
用作图法求得电池的电动势为       ，内阻为       。

利用传感器和计算机研究平抛运动，装置如图1所示，A为发射器，B为接收器。利用该装置可测出平抛运动的小球在不同时刻的速率。某同学用质量m=0.02kg的小球做实验时，将测得数据作出v²-t²图线如图2所示，由图2可求得（重力加速度取g=10m/s²）

A．小球的初速度大小为4m/s

B．横轴读数为0.04时，小球的速度大小为m/s

C．横轴读数为0.04时，小球的位移大小为0.6m

D．横轴读数在0~0.04区间内，小球所受重力做功的平均功率为0.2W

在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同 学分别按图甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系E_p＝______；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为________；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对________的测量．

用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度时，得到如图所示的一段纸带，测得
AB="6." 65 cm，BC="8.17" cm。已知打点计时器所接交流电频率是50 Hz，A与B之间及B与C之间还有一计时点，则打B点时物体的瞬时速度为____ m/s，测得的加速度为        m／s²。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是       （任意写一条即可）。（计算结果均保留两位小数）

在“测量金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数为         mm（该值接近多次测量的平均值）。
（2）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3KΩ）、滑动变阻器（0-20Ω，额定电流2A），开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
（2）

次数	1	2	3	4[	5	6	7
U/V	0.10	0.30[	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0. 460	0.520

由以上实验数据可知，他们测量是采用图2中的        图（选填“甲”或“乙”）。

甲

（3）图3 是测量 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值
=          Ω（保留两位有效数字）。
（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为       （填选项前的符号）。
A. Ω∙m   B. Ω∙m    C. Ω∙m   D. Ω∙m
（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是        。
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度跟合外力的关系，图中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上。按甲图装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向砂桶中添加细砂粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F₀，可认为摩擦阻力为F₀。

（1）将小车放回初位置并用手按住，继续向沙桶中添加一定量的砂粒，接通频率为50Hz的交流电源使打点计时器工作，然后释放小车，记下小车下滑过程中传感器的示数F₁，打出一条纸带。再继续向沙桶中添加砂粒，多次重复实验，打出多条纸带，图乙为某次实验打出的一条纸带，纸带上每四个计时点记为一个计数点，按时间顺序，取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离（单位：cm），分别标注在相应的计数点的下方，则小车的加速度a=                 m/s²(结果保留三位有效数字)

(2)算出各次小车的加速度和合力F(F=F₁-F₀)，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图像，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，下列图像可能正确的是________。

(3)在上述实验中写出一条的主要误差来源中：________________________________。

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了小灯泡（3.8V，0.3A）。实验前某同学想用多用电表测量小灯泡的电阻。如图（a）所示为多用电表的示意图，其中T、S为可调节的部件，现用多用电表测量小灯泡的电阻，部分操作步骤如下：

（1）将选择开关调到合适的电阻挡，红、黑表笔分别插入“+”、“-” 插孔，把两笔尖相互接触，调节       （填“S”或“T”），使电表指针指向        侧（填“左”或“右”）的“0”位置。
（2）用多用表测量小灯泡的电阻时，表笔的位置如图（b）所示，其测量方法正确的是图           。

（3）用正确的实验方法测量小灯泡的电阻，电表示数如图（c）所示，该小灯泡电阻的阻值为     ____Ω。

如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.02s，则打E点时小车的瞬时速度的大小是      m/s，加速度大小是       m/s²。（计算结果小数点后保留两位）

某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图所示。一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动。下图给出了打点计时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有4个点没画出。


（1）打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器，它使用_______（填“交流”或“直流”）电源。
（2）该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是(       )

A．将打点计时器固定在长木板有滑轮一端，并接好电路

B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码

D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源

（3）根据纸带可以计算各点的瞬时速度，现计算第2点的瞬时速度：v₂=________m/s， (结果取三位有效数字)
（4）求出小车的加速度为=___________m/s²。(结果取三位有效数字)

如图a所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验．

(1)为完成实验，还需要的实验器材有_________________________________________；
(2)图b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m.图线不过原点的原因是__________________________________．