高中物理实验题

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

（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图所示，其中O点为重物刚要下落时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速度为零的点的距离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，分别打出了标号为①、②、③、④的4条纸带，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________（选填标号）。（取g =9.80m/s²）
①6.13 cm，6.52 cm，6.91 cm
②6.05 cm，6.10 cm，6.15cm
③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm
④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如图所示连接起来进行探究。

（1）某次测量如图所示，指针示数为___________cm。
（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L_A和L_B如表格所示。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_________N/m，弹簧Ⅱ的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s²，结果均保留三位有效数字）。

钩码数	1	2	3	4
LA/cm	15.71	19.71	23.70	27.70
LB/cm	29.96	35.76	41.55	47.34

 

某小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V，0.7 A”；
电流表A₁，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；
电流表A₂，量程0.6 A，内阻R₂＝0.2 Ω；
电压表V，量程3 V，内阻R_V＝9kΩ；
标准电阻R₁，阻值1 Ω；
标准电阻R₂，阻值3 kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；
学生电源E，电动势6 V，内阻不计；
开关S及导线若干。

（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为______ Ω。
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______ V。
（3）小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所提供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．
（2）本实验采用的科学方法是________．
A．理想实验法         B．等效替代法
C．控制变量法         D．建立物理模型法
（3）实验时，主要的步骤是：
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．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F₁和F₂的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，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_____________．

在用打点计时器研究小滑块的运动的实验中，实际打出的纸带如图所示。其中纸带的B端与滑块连接，计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。请回答下列问题：（计算结果均保留三位有效数字）

（1）可判断该滑块的运动属于____（填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）直线运动。
（2）用毫米刻度尺可以测出AB两点间的距离为_______cm。
（3）滑块在AB两点间的平均速度为_______m/s
（4）滑块的加速度大小为_______m/s²。

如图甲所示是某同学测量重力加速度开始时的实验装置示意图。

(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a.__________；b.__________。
(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h₁、h₂、h₃、h₄、h₅。若打点的周期为T，则打E点时速度为v_E＝______________；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v²与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g＝________m/s²。

在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下。


(1)实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由____________引起的。
(2)用给出的数据在图中画出U－I图线，从你作出的图像中可以发现该同学记录的第______组数据有误。
(3)求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(均保留两位有效数字)

在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。测得：x₁=1.40cm，x₂=1.90cm，x₃=2.38cm，x₄=2.88cm，x₅=3.39cm，x₆=3.87cm。

(1)在计时器打出点4时，小车的速度分别为：v₄ =           m/s。
(2)该匀变速直线运动的加速度的大小a =              m/s²。
(结果均保留三位有效数字)

描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图，小电珠的额定电压是3.8V。

（1）根据实验数据在坐标系中描点如右图。试在坐标系中画出该小灯泡的伏安曲线。

（2）根据图象，下列说法正确的是：
A.该小灯泡的额定功率为1.14W
B.小灯泡在1V电压下灯丝的电阻约为7.1Ω
C.小灯泡在2V电压下灯丝的电阻约为9.1Ω
D.小灯泡在不同电压下的电阻不相同是因为灯丝的电阻率随温度升高而减小
（3）关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是
A.系统误差主要是由电压表的分流引起的
B.系统误差主要是由电流表的分压引起的
C.系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
D.系统误差主要是由读数时的估读引起的
（4）若将该灯泡接与r＝20Ω的电阻串联后接在U₀＝4V的电压两端，其实际功率是         W

如图所示，两个质量各为m₁和m₂的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m₁＞m₂，现要利用此装置验证机械能守恒定律．

（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有      （填选项前编号）．
①物块的质量m₁、m₂；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度．
（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小．
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是      （填选项前编号）．

在《探究共点力合成的规律》的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，

（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，则下列说法中正确的是     
A．图乙中力F是力F₁和F₂合力的理论值，F′是力F₁和  F₂合力的实际测量值
B．图乙中F′是力F₁和F₂合力的理论值，F是力F₁和F₂合力的实际测量值
C．在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果没有影响
D．在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有较大的影响
（2）本实验采用的科学方法是     
A．理想实验法      B．等效替代法      C．控制变量法    D．建立物理模型法
（3）关于本实验，下列说法中错误的是     
A．同一次实验中，O点位置允许变动
B．画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外
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，只要记录O点的位置和弹簧测力计的读数．

在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，还备有下列器材
电流表A_l（量程3A，内阻0.2Ω）
电流表A₂（量程0.6A，内阻1Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻20kΩ）
电压表V₂（量程15V，内阻60KΩ）
变阻器R₁（0﹣1000Ω，0.5A）
变阻器R₂（0～20Ω，2A）
学生电源（6～8V）．开关S及导线若干
在上述器材中，电流表应选用      ，电压表应选用      变阻器应选用      ，在如图方框中画出实验的电路图．

在“探究求合力的方法”的实验中
（1）本实验采用的科学方法是
A．理想实验法              B．等效替代法
C．控制变量法               D．建立物理模型法
（2）为了减小实验误差，实验时应
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好
B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D．拉力F₁和F₂的夹角越大越好
（3）下面是该实验中的两个实验步骤：
A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计（弹簧测力计与方木板平面平行）互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F₁和F₂．
B．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向．
请指出以上步骤中的错误或疏漏：
A中是      ．
B中是      ．
（4）如图是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的示意图，F 和F′中      是F₁和F₂合力的实际测量值．

某同学在利用打点计时器研究“匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，其部分相邻点间的距离如图所示，则打下点4时小车的瞬时速度为      ，小车的加速度为      ．（要求计算结果保留三位有效数字）

某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流关系，可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键，滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表，电流表、小灯泡、导线若干

（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图像如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而__________
（2）根据图甲，在图乙中吧缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）
（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是____________W（本小题若需要作图，可画在图甲中）