高中物理实验题

在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V,内阻约3kΩ；电流表A（量程为0.6A，内阻为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻。

（1）请在图1方框中画出实验电路图。
（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图2所示的U I图线，由图可得该电源电动势
E=            V ,内阻r=            Ω。（结果均保留两位小数）

某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律．如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电火花打点计时器每隔0.02S打一个点．

请回答下列问题：
（1）电火花打点计时器的工作电压是_____；
（2）根据纸带可以判断，实验时纸带的_____端是和重物相连接(选填“左”或“右”)；
（3）若X₂=9.60cm，则在纸带上打下计数点B时的速度V_B=_____m/s(计算结果保留三位有效数字)；
（4）若X₁数据也已测出，则实验还需测出的物理量为_____．

某同学用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：
（1）通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角      （填“偏大”或“偏小”）．

（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足         的条件
（3）该同学从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条〔每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz．

由这些已知数据计算：
①该匀变速直线运动的加速度a=      m/s²．
②与纸带上D点相对应的瞬时速度v=     m/s．（答案均要求保留3位有效数字）

某活动小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。

（1）如图乙用游标卡尺测量钢球的直径为d，要验证机械能守恒，只要比较__________。
A．与gh是否相等                    B．与2gh是否相等
C．与gh是否相等                    D．与2gh是否相等
（2）钢球通过光电门的平均速度______。（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差______（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小。

某研究小组收集了两个电学元件：电阻R₀(约为2kΩ)和手机中的锂电池
(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)．实验室备有如下器材：
A. 电压表V(量程3V，电阻RV约为4.0kΩ)
B. 电流表A₁(量程100mA，电阻R_A1约为5Ω)
C. 电流表A₂(量程2mA，电阻R_A2约为50Ω)
D. 滑动变阻器R₁(0 40Ω，额定电流1A)
E. 电阻箱R₂(0 999.9Ω)
F. 开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R₀的阻值，小明设计了一电路，与其对应的实物图1，图中的电流表A应选________(选填“A₁”或“A₂”)，请将实物连线补充完整．

(2) 为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图2所示的电路图．根据测量数据作出图像，如图3所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E＝________，内阻r＝________(用k、b和R₂表示)

如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。

图1                               图2
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g =9.80m/s²。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔE_p=         J；重物的动能增加量ΔE_k=         J(结果均保留三位有效数字)。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的           误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔE_p        ΔE_k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是          。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g         k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（4）丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验，分别打出了以下4条纸带①、②、③、④，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x₁、x₂、x₃。请你根据下列x₁、x₂、x₃的测量结果确定该纸带为________。（取g =9.80m/s²）
①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm     ②4.96 cm，5. 35 cm，5.74 cm
③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm      ④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

图甲是用来探究小车质量一定时，其加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。

（1）本实验有以下步骤：

A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在近似光滑的水平长木板上

B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，关上夹子，让两个小车同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小

C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受力的关系

D．在两小车的后端分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳

E．在两小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着质量不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量。分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量。
对于上述实验步骤，正确的排列顺序是            。
（2）若测得砝码盘和盘内砝码的总质量分别为m₁、m₂，对应小车的位移大小分别为x₁、x₂，经过多次重复实验，在误差允许的范围内若关系式              总成立，则表明小车的质量一定时，其小车的加速度与合力成正比。

某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球，弹簧秤的示数为F₁，在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯，圆盘测力计的示数为F₂；再把小球浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，弹簧秤的示数为F₃，圆盘测力计的示数为F₄。

（1）请你分析弹簧秤示数的变化，即有F₃  F₁（选填“＞”、“=”或“＜”）。
（2）铁球对水的作用力大小为      ，水对铁球的作用力大小为       ，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等。

用如图1所示装置验证牛顿第二定律，用F表示砝码和小桶的总重力．

（1）在探究“加速度和合外力的关系”时，图2中F为砝码和小桶总重力，要使得细线对小车的拉力等于小车受到的合外力，下列做法正确的是__________．

A．平衡摩擦力时必须让小车连着穿过打点计时器的纸带

B．平衡摩擦力时必须撤去砝码和小桶

C．平衡摩擦力时打点计时器可以不通电

D．图2中的a1→∞

（2）实验中描绘的a﹣F图象如图2所示，当F较小时，图象为直线；当F较大时图象为曲线，出现这两段情况的原因是什么．____________________________．

(5分)“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图3所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。

(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A．打点计时器可以用干电池供电
B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力
C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W－v_m、W－v、W－v，W²－v_m、W³－v_m……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。
(2)如图所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A.B.C.D.E相邻两点间的距离分别为AB＝1.48 cm，BC＝1.60 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v_m＝________m/s。(结果保留两位有效数字)

（1）某研究小组的同学为了测量某一电阻R_X的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测。使用多用电表欧姆挡时，将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：先将选择开关换成欧姆挡的“______”档位，将红、黑表笔短接，再进行       ，使指针指在欧姆刻度的“0”处；再次测量电阻R_X的阻值时，指针在刻度盘上停留的位置如图所示，则所测量的值为       Ω。

（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：

A．电流表（量程15mA，内阻约100Ω）

B．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）

C．电阻箱（最大电阻99.99Ω）

D．电阻箱（最大电阻999.9Ω）

E.电源（电动势3V，内阻0.8Ω）
F.单刀单掷开关2只
G.导线若干
乙同学设计的电路图如图所示，现按照如下实验步骤完成实验：
①调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R₁，仅闭合S₁，使电流表有较大的偏转且读数为I；
②调节电阻箱，保持开关S₁闭合，开关S₂闭合，再次调节电阻箱的阻值为R₂，使电流表读数仍为I。
a.根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择       （填器材前字母）
b.根据实验步骤可知，待测电阻Rx=         （用题目所给测量数据表示）。
（3）利用以上实验电路，闭合S₂调节电阻箱R，可测量出电流表的内阻R_A，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了图像如图11所示。若图像中纵轴截距为1A^-1，则电流表内阻R_A=       Ω。

为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。

（1）实验时，一定要进行的操作是           。

A．为减小误差，实验中一定要保证钩码的质量m远小于小车的质量M。

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力。

C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数。

D．改变钩码的质量，打出几条纸带。

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝________(保留三位有效数字)．

（3）以拉力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a—F图像是一条直线，测得图线的斜率为k，则小车的质量为            。

某同学做“验证力的平行四边形定则”实验中，主要步骤是：

A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。

B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。

C．用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条拉长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数。

D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F。

E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F’的图示。
F．比较力F’和F的大小和方向，看他们是否相同，得出结论。
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是_______和______
②遗漏的内容分别是：_______________________和________________________

在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s.

（1）根据_______可判定小球做__________运动；
（2）计算C点速度v_C=_____m/s；
（3）根据纸带点的分布，求出加速度a=_________m/s²；

一辆以10m/s的速度匀速直线行驶的汽车即将通过红绿灯路口，当汽车车头与停车线的距离为25m时，绿灯还有2s的时间就要熄灭（绿灯熄灭黄灯即亮）．若该车加速时最 大加速度大小为2m/s²，减速时最大加速度大小为5m／s²．请通过计算说明：
(1)汽车能否不闯黄灯顺利通过；
(2)若汽车立即做匀减速直线运动，恰好能紧靠停车线停下的条件是什么。