高中物理实验题

在测定某新型电池的电动势和内阻的实验中，所提供的器材有：
待测电池（电动势约6V）
电流表G（量程6.0mA，内阻r₁=100Ω）
电流表A（量程0.6A，内阻r₂=5.0Ω）
定值电阻R₁=100Ω，定值电阻R₂=900Ω
滑动变阻器R^/（0~50Ω），开关、导线若干

（1）为了精确测出该电池的电动势和内阻，采用图甲所示实验电路图，其中定值电阻应选用_______(选填R₁或R₂)。
（2）某同学在实验中测出电流表A和电流表G的示数I和I_g，根据记录数据作出I_g — I图象如图乙所示，根据图象可求得，被测电池电动势E = _____________V；内阻r =_________Ω。

某研究性学习小组为了验证小球平抛运动规律，设计方案如图(a)所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断。MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO´=h（h>L）。

（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：                        。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O´C=s，则小球做平抛运动的初速度为v₀=                 。
（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O´点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s²为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图(b)所示图象。则当θ=60°时，s为______m；若悬线长L=1.0m，悬点到木板间的距离OO´为______m。

某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此验证小车的运动符合动能定理。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等，组装的实验装置如右图所示。
（1）为使细线对小车的拉力可认为是小车受到的合力，除了要让细线与长木板平行，实验前还需平衡摩擦力，具体的操作步骤是                  ；而实验时还须保证小车质量远大于钩码质量，这样做是为了____________________。

（2）如上图为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为                               。

表中是某同学为“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验所测的几组数据：

弹力F/N	2.2	2.4	2.6	2.8	3.0
弹簧的伸长x/cm	2.5	5.0	7.4	10.1	12.5

（1）请你在图中的坐标纸上作出F x图线：

(2)若弹簧的原长为40 cm，写出弹力F与弹簧总长度L的函数表达式：_____     ___(以N和m为单位)。

如图甲所示，用拉力传感器和光电门在气垫导轨上探究“加速度与物体受力的关系”．拉力传感器记录滑块受到拉力的大小．在气垫导轨上相距L=48.00cm的A、B两点各安装一个光电门，分别记录滑块上遮光条通过A、B两光电门的时间．

（1）实验主要步骤如下：
A．用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，由此读出d=      mm；
B．将气垫导轨、光电门等实验器材按图示装配；
C．平衡摩擦力，让滑块在没有拉力作用时做匀速直线运动；
D．将拉力传感器固定在滑块上，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
E．接通电源和气源，从C点释放滑块，滑块在细线的拉力下运动，记录细线的拉力F的大小及滑块遮光条分别通过A、B两光电门的时间t_A、t_B；
F．改变所挂钩码的数量，重复E的操作．
（2）下表中记录了实验测得的几组数据，v_B²﹣v_A²是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a=     ，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；

次数	F（N）	vB^2﹣vA^2（m^2/s^2）	a（m/s^2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（3）根据表中数据，在坐标平面上作出a～F关系图线；
（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已丙画出理论图线），造成上述偏差的原因是      ．

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的集成电池．为了测定集成电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：
A．电流表A₁（满偏电流10mA，内阻10Ω）；
B．电流表A₂（0～0.6～3A，内阻未知）；
C．滑动变阻器R₀（0～100Ω，1.0A）；
D．定值电阻R（阻值990Ω）；
E．开关S与导线若干．

①该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，并且连接了实物图乙，请你从标有数字的三条连线中找出错误的一条，写出数字编号      ，如何改正？      ．
②该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图丙所示的I₁﹣I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E=      V，内阻r=      Ω．（结果均保留两位有效数字）
②根据电路图求出函数图象表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．

使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：

（1）仪器连线如图1所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为       （填“红”或“黑”）色；
（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示，则多用电表的读数为      Ω．电流表的读数为      mA，电阻箱的读数为      Ω：
（3）将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为      mA；（保留3位有效数字）
（4）计算得到多用电表内电池的电动势为      V．（保留3位有效数字）

某同学在研究小车运动情况的实验中，获得一条点迹清晰的纸带，已知打点计时器每隔0.02s打一个计时点，该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果如图所示，单位是cm．

（1）试计算在打下A、F各点时小车的瞬时速度v_A、v_F各多大？
（2）求小车的加速度大小？

在《用打点计时器测速度》实验中，
（1）下列说法正确的是     
A．电磁打点计时器应用低压交流电源
B．先闭合电源开关，让打点计时器正常工作时，再拖动纸带
C．纸带上的打点密集说明，纸带运动速度较大
D．从纸带上能看清的点开始选择计数点，并测量处理数据
（2）某同学实验中得到一条纸带，如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，用x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆表示相邻两个计数点间的距离，在纸带的下方用毫米刻度尺测量计数点间的距离，已知打点计时器电源频率为50Hz，那么，打A、B两点的时间间隔为      s，B、C两点间距x₃=      cm；C点对应的速度大小是      m/s；纸带的加速度a=      m/s²（上述计算结果均保留两位有效数字）．

某实验小组利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统探究“外力做功与小车动能变化的关系”。实验时将小车拉到水平轨道的O位置由静止释放，在小车从O位置运动到 A位置过程中，经计算机处理得到了弹簧弹力与小车位移的关系图线如图（b） 所示，还得到了小车在 A位置的速度大小v_A；另外用电子秤测得小车（含位移传感器发射器）的总质量为m。回答下列问题：

（1）由图（b）可知，图（a）中A位置到力传感器的距离________（“小于”、“等于”或“大于”）弹簧原长。
（2）小车从O位置运动到A位置过程中弹簧对小车所做的功W=           ，小车的动能改变量ΔE_k =           。（ 用m、v_A、）_A、）₀、x_A中各相关物理量表示）
（3）若将弹簧从小车上卸下，给小车一初速度v₀，让小车从轨道右端向左端滑动，利用位移传感器和计算机得到小车的速度随时间变化的图线如图（c）所示，则小车所受轨道摩擦力的大小）=           。（ 用m、v₀、t_m中各相关物理量表示）
（4）综合步骤（2）、（3），该实验所要探究的“外力做功与小车动能变化的关系”表达式是                                            。（ 用m、v_A、）_A、）₀、x_A、v₀、t_m中各相关物理量表示）

在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球作平抛运动的轨迹并计算初速度。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_______            _．

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．应该利用天平测出小球的质量

C．每次必须由静止释放小球

D．每次释放小球的位置必须相同

E．应该用秒表测出小球运动的时间
F.应该用重锤线画出竖直轴y轴
G．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学根据所描绘出的运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以y为纵坐标，以x²为横坐标，在坐标纸上画出对应的图像，发现为过原点的直线，并测出直线斜率为k，已知当地的重力加速度为g，则初速度v₀＝________．

利用图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题．

（1）实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整：
A．按实验要求安装好实验装置；
B．使重物靠近打点计时器，接着先________，后________，打点计时器在纸带上打下一系列的点；（填 “放开纸带”或“接通电源”）
C．下图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，O点与第2点的距离约为2mm，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h_A、h_B、h_C….

（2）验证机械能是否守恒时，两点间的时间间隔为T，重力加速度为g，|ΔE_p|表示O点至C点过程重物重力势能减少量，ΔE_k表示O点至C点过程重物动能的增加量，实验中计算C点的速度，甲同学用来计算，可以推断|ΔE_p|_____ΔE_k（填“>”或“=”或“<”）；乙同学用来计算，可以推断|ΔE_p|_____ΔE_k（填“>”或“=”或“<”）；丙同学用来计算，可以推断|ΔE_p|_____ΔE_k（填“>”或“=”或“<”）。其中_______同学的计算方法更符合实验要求。

图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
（1）下列说法中正确的是        

A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化

B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下

C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程

D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角必须为90°

（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为____  _N．

在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l="0." 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
        
（1)从图中读出金属丝的直径为         mm.
（2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：

A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；

B．电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 125Ω;

C．电流表A2：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω;

D．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ;

E．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω;   G．开关、导线等．
在上述可供选择的器材中，应该选用哪些仪器       （填入仪器前相应字母）。
（3)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
（4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x="4." 1Ω，则这种金属材料的电阻率为     Ω·m.（保留二位有效数字）

某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，部分步骤如下：
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图甲、乙所示，长度为        mm，直径为          mm。

（2）选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为             ；
（3）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：
电流表A₁（量程300mA，内阻约为2）；
电流表A₂（量程l50mA，内阻约为10）；
电压表V₁（量程lV，内阻1000）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3000）；
定值电阻=1000；
滑动变阻器（最大阻值5）；
滑动变阻器（最大阻值l000）；
电源（电动势约为4V，内阻约为1）；
开关，导线若干。
为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的1/3，电压表应选     ，电流表应选     ，滑动变阻器应选      。（均填器材代号）
根据你选择的器材，请在图丙所示的线框内画出实验电路图。