高中物理实验题

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0〜3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0〜600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0〜15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0〜5V，内阻约为10kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
（1）实验中电流表应选用      ，电压表应选用      ，滑动变阻器应选用       （均用序号字母表示）．
（2）请按要求将图1中所示的器材连成实验电路．
（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为      W．（结果保留两位有效数字）

小明利用如图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．

（1）图中电流表的示数为      A
（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下

U/V	1.45	1.36	1.27	1.16	1.06
I/A	0.12	0.20	0.28	0.36	0.44

请根据表中的数据，在答图2的方格纸上作出U﹣I图线
由图线求得：电动势E=      V，内阻r=      Ω．

（1）关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是       
A．电磁打点计时器使用的是4V~6V的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
（2）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是       
A．根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度
B．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
C．根据实验数据画出v-t图象，量取其倾角α，由公式a=tanα求出加速度
D．根据实验数据画出v-t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
（3）在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz，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为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点

①由图判断小车做        直线运动，②相邻记数点间的时间间隔为     s，
③BE间的平均速度=        m/s，④C点的瞬时速度v_C=        m/s，
⑤小车的加速度a=        m/s²

某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。

（1）为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采取下面所述方法中的_________（填字母代号）

A．逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑

B．逐步调节木板的倾斜程度，让小车在橡皮条作用下开始运动

C．逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑

D．逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑

（2）图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50Hz，则橡皮条恢复原长时小车的速度为__________m/s（结果保留3位有效数字）

如图所示为山丹一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图．
 
(1)实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器后，先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加_______（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列___________的计时点，便说明平衡摩擦力合适。
（2）平衡摩擦力后，在____________的条件下，两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。
(3)接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；下图为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的是频率f＝50 Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a＝________m/s²。(结果保留三位有效数字)
 
(4)然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a－图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是 (  )

A．改画a与(M＋m)的关系图线

B．改画a与的关系图线

C．改画a与的关系图线

D．改画a与的关系图线

（5）探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码（连同砝码盘）的质量m不变的情况下，多次进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度，并求出平均加速度，则小车与长木板间的动摩擦因数=________。（用m、M、、g表示）

(6 分）（1）(3分）在做“探究力的合成”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是         
A．同一次实验中，O点位置不允许变动
B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
（2）(3分）科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图所示。某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔，用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为（g取10m/s²）（    ）

A．0.01s                        B．0.02s
C．0.1s                         D．0.2s

(4分)在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析

①A图线不通过坐标原点的原因是_______________________________；
②A图线上部弯曲的原因是_____________________________________；

如图甲所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置．图中小车A的质量为m₁，连接在小车后面的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为一固定的可读数的拉力传感器，钩码p的质量为m₂．实验时可改变p的质量，并读出传感器对应的数值F，不计滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦．

（1）下列说法正确的是     

A．A与定滑轮间的细绳和长木板必须保持平行

B．实验时应先接通电源后释放小车

C．实验中钩码质量m2应远小于小车质量m1

D．拉力传感器的数值为

（2）如图乙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的五个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是      m/s²．（交流电的频率为50Hz，结果保留两位有效数字．）
（3）实验时某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的α﹣F图象是图丙中的      ．

小明同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好如图所示的实验装置：让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为Z，根据此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1mm）上位置的放大图，可读出弹簧的长度l₁=      cm．在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l₁、l₃、l₄、l₅．实验中，当挂3个钩码时，弹簧长度为24.95cm．已知每个钩码质量是50g，当地重力加速度g=9.80m/s²，据此小明计算出弹簧的劲度系数为        N/m（结果保留三位有效数字）．小红同学发现小明的计算结果与弹簧的标称值相差较大，请你帮助小红提出更合理的数据处理方案：      ．

与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图2所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10^﹣2s、2.00×10^﹣2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s²，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．

①滑块通过光电门1时的速度v₁=      m/s，通过光电门2时的速度v₂=      m/s：
②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为      J，重力势能的减少量为      J．（计算结果保留3位有效数字）．

某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图a所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s．

（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式（要求保留三位有效数字）
v_B=      m/s；v_c=      m/s；v_D=      m/s；v_E=      m/s；v_y=      m/s．
（2）若从纸带上打A点的时刻开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度在如图b所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
（3）根据作出的图象计算小车的加速度．

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R_V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）为了尽量准确测定电阻R₀的阻值，小明设计了一电路，如图1所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选      （选填“A₁”或“A₂”），请将实物连线补充完整．请判断用此电路测出来的R₀较真实值相比      ．（填“偏大”或“偏小”）
（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，某同学设计了如图2所示的电路图．根据测量数据作出﹣图象，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和b表示）．该实验电动势E的测量值与真实值相比      ，内阻r的测量值与真实值相比      ，（填“偏大”、“偏小”、或“准确”）．

某实验小组欲以如图1所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图1中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m₁，小盘（及砝码）的质量为m₂．

（1）下列说法正确的是     

A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源

B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C．本实验中应满足m2远小于m1的条件

D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a﹣m1图象

（2）实验中，得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v_F=     ，小车加速度的计算式a=     ．
（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图3所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s²，则小车的质量为      kg，小盘的质量为      kg．
（4）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为      m/s²．

在“探究速度随时间变化的规律”实验中，小车做匀变速直线运动，记录小车运动的纸带如图所示．某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出．

（1）打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁式打点计时器和电火花计时器，使用的都是      （填“直流电”或“交流电”），它们是每隔      s打一个点．
（2）打B点时小车的速度v_B=      m/s，（要求保留两位有效数字）
（3）计算出小车运动的加速度为a=      m/s²（要求保留两位有效数字）

某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m="_____________" kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_____________。(重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：保留一位有效数字。)