高中物理实验题

某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图。已知选用的电流表内阻、满偏电流，当选择开关接3时为量程100V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。

（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为       ；选择开关接3时其读数为       ；（保留3位有效数字）
（2）为了测该多用电表电阻档的电阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R₁的阻值使电表指针满偏；
②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图丙，则C处刻度应为       .
③计算得到多用电表内电池的电动势为         V。（保留2位有效数字）
（3）调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为     。（保留2位有效数字）

物理课上老师拿出了如图所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验，下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想。

（1）甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验。
① 要完成该实验，下列做法正确的是：  （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．实验时，应让小车尽量的靠近打点计时器，且应先放开小车再接通打点计时器的电源
C．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，不应将钩码通过定滑轮拴在小车上
D．通过增减小车上的砝码改变小车质量时，需要重新调节木板倾斜度
② 设钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为，实验中要进行和的选取，以下最合理的一组是：（ ）
A．Ｍ＝200g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．Ｍ＝200g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．Ｍ＝400g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．Ｍ＝400g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验。
平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点来计算小车的速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：               。
（3）丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验。

①实验中得到了一条纸带如图所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为T。则打下点2时小车的速度=     ；若测得小车的质量为M、钩码的总质量为m，打下点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，若不计一切阻力，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为                  （用相关的字母表示）。
② 下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是：
A．实验中甲必须用天平测出小车的质量，乙、丙不需要测出小车的质量
B．实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力
C．实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量
D．实验中甲、乙、丙都要先接通电源，再放开小车，且小车要尽量靠近打点计时器

现有一电动势E约为8 V，内阻r约为40Ω的电源，额定电流为50 mA．现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的电路进行实验，请回答下列问题

（1）实验室备有以下几种规格的定值电阻R₀，实验中应选用的定值电阻是（        ）
A．200Ω         B．2kΩ        C．4kΩ        D．10kΩ
（2）实验时，应先将电阻箱的电阻调到_____ （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） ，目的是_________．
（3）该同学接入符合要求的R₀后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据记录的多组数据，作出如图所示的—图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝____V，内阻r＝______Ω．（保留两位有效数字）

某同学用如图a所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：

A．安装好实验器材．
B．接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次，选出一条点迹清晰的纸带。舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔2个打点间隔取一个计数点，如图b中0，1，2，…，6点所示
C.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：x₁、x₂、x₃……x₆
D.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。
E.分别计算出x₁、x₂、x₃……x₆与对应时间的比值。
F.以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出—t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有            和             。（填选项代号）
A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源  C.停表  D.刻度尺   E、天平 F、重锤
（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0记数点对齐，0，1，2，5记数点所在的位置如图乙所示，则x₂＝      cm，x₅＝        cm。
（3）该同学在图c中已标出1，3，4，6计数点对应的坐标点，请你在该图中画出图线.
（4）根据图线判断，在打O计数点时．小车的速度v₀=    m/s，它在斜面上运动的加速度a＝     m/s²。

三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明
（2）乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v₀相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是_________________________________________.仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；运动到B点时的速度为________m/s. （g取10 m/s²）

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

（1）当M与m的大小关系满足             时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与     的图象．
（3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是              ．
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时取值不同物理量是                                       。

某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率．
① 首先用多用电表进行了电阻测量，主要实验步骤如下：

A．把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上；

B．把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；

C．把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大；

D．换用“×100”的欧姆挡进行测量，随即记下欧姆数值；

E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，将选择开关旋至OFF，把多用电表放回原处．
上述实验中有二处操作错误：错误一：               ．错误二：                  ．

②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图所示，其读数分别是L＝       mm，d=        mm．
③为使实验更准确，又采用伏安法进行了电阻测量，右上图两个电路方案中，应选择图        ．用实验中读取电压表和电流表的示数U、I和（2）中读取的L、d，计算电阻率的表达式为ρ＝       ．

如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器。其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小。

（1）为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较    （选填“宽”或“窄”）的挡光板。
（2）图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放。
①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d=___mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔△t="0.02" s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为    m/s；（结果保留两位有效数字）
②实验中设小车的质量为m₁，重物的质量为m₂，则在m₁与m₂满足关系式    时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；
③测出多组重物的质量m₂和对应挡光板通过光电门的时间△t，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出    图象（选填“v² - m₁”或“v²-m₂”）；
④某同学在③中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示（图中的m表示m₁或m₂），其可能的原因是____    。

一只小灯泡，标有“3V、0.6W”字样．现用图中给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R_x．（滑动变阻器最大阻值为10Ω；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电流表内阻为1Ω；电压表的内阻为l0kΩ）．
（1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用      （填“内接”或“外接“）法．滑动变阻器的连接方式应采用       （填“分压式”或“限流式”）接法．
（2）用笔画线代替导线将实物图连成完整的电路（图中有两根导线已经接好）．

（3）若小灯泡发光较暗时的电阻为R，你根据所学的知识可判断出R与R_x的大小关系为：
R     R_x（填“＞”、“=”或“＜”）．

如图1所示为“探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50H_Z交流电。小车的质量为m₁，托盘及砝码的质量为m₂。

①下列说法正确的是          。

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源

C．实验中m2应远小于m1

D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a－图像

②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a—F图像，可能是图2中的图线          。(选填“甲、乙、丙”)
③图3为实验中得到的纸带，纸带上标出了所选的四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。（结果保留二位有效数字）

测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A.

（1）实验时应选用下列哪种滑动变阻器________．
A．1 000 Ω，0.1 A    B．200 Ω，2.0 A
C．20 Ω，2.0 A      D．200 Ω，0.1 A
（2）根据实验得到的图象如图乙所示，可求得干电池的电动势和电阻测量值分别为E_测=       V，r_测=       Ω．
（3）本实验测出的E_测   E_真，r_测   r_真。（分别选填“＞”、“＜”、“＝”）

在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表：A₁(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
A₂(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；
电源：E₁(电动势4 V，内阻不计)；
E₂(电动势12 V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。

②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_____、电源应选______(均填器材代号)．

在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．
(1)备有如下器材：
A．干电池1节；B．滑动变阻器(0～20Ω)；C．滑动变阻器(0～1kΩ)；
D．电压表(0～3V)；E．电流表(0～0.6A)；F．电流表(0～3A)；G．开关、导线若干．
其中滑动变阻器应选______，电流表应选________．(只填器材前的序号)
(2)为了最大限度地减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．
     
(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出U－I图线，根据图线得到被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.

	1	2	3	4	5	6
I(A)	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U(V)	1.32	1.26	1.18	1.13	1.04	0.93

 

（1）某同学做“研究匀变速直线运动”的实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中需要的器材填写在横线上（填字母序号）：_______________。
a．电磁打点计时器
b．天平
c．低压交流电源
d．低压直流电源
e．细绳和纸带
f．钩码和滑块
g．秒表
h．一端附滑轮的长木板
i．刻度尺
（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动的滑块的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示。其中两相邻计数点间均有四个点未画出。已知所用电源的频率为50 Hz，则打B点时小车运动的速度v_B＝_______ m／s，小车运动的加速度a＝_______ m／s²。（结果保留两位小数）

如图所示为“探究加速度与质量、力的关系”的实验装置。为了平衡小车与木板间的摩擦力，应适当 抬高木板     端（填“左”或“右”）；在此实验中，要求钩码的质量       （填“远大于”或“远小 于”）小车的质量。