高中物理实验题

I．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图12所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S₀，点AC间的距离为S₁，点CE间的距离为，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

⑴ 从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P ＝            ，重锤动能的增加量为△E_K ＝             。
⑵ 根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a =         ,它和当地的重力速度g进行比较，则a          g（填“＞”、“＝”或“＜”）。

一个小灯泡上标有“6V，0.2A”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A．电压表（0～5V，内阻1.5kΩ）      B．电压表（0～10V，内阻3.0kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻2.0Ω）     D．电流表（0～0.6A，内阻1.0Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）           F．滑动变阻器（100Ω，0.5A）
G．学生电源（直流9V），还有开关、导线等．
①实验中所用的电压表应选_________，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________．
②在下面方框中画出实验电路图，要求电压从0开始测量．
③将实物按你所选择的电路连接起来。

现用伏安法研究某电子器件R1的（6V，2.5W）伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：
、直流电源（6V，内阻不计）；
、电流表（满偏电流，内阻）；
、电流表（，内阻未知）；
、滑动变阻器（，）；
、滑动变阻器（，）；
、定值电阻（阻值）；
、开关与导线若干；

（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）.
（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用         。
（填写器材序号）
（3）将上述电子器件R1 和另一电子器件R2接入如图（甲）所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Ob、Oa所示。电源的电动势=6.0V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻R1和R2阻值的和为      ，R3接入电路的阻值为      。

（1）使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量某一工件的长度和厚度时，两仪器上的示数如图 (a)、(b)所示．则测量仪器的读数分别为(a) cm、(b)         mm.
 
（2）下列有关实验的描述中，正确的是         

A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，只需橡皮筋的伸长量相同

B．在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数

C．在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平

D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由v=gt求出打某点时纸带的速度

关于做“测电源电动势和内电阻”的实验
(1)有同学按图（a）电路进行连接，他用到的6根导线是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf ，由于其中混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关后，发现两个电表的指针均不偏转，他用多用表的电压档测量bc′ 间的电压，读数约为1.5V（已知电池电动势约为1.5V），根据上述现象可推得，这6根导线中可能哪几根内部是断开的？答：_____________（写导线编号）。
为了确定哪一根导线的内部是断开的，他至少还要用多用表的电压档再测量几次？答：_____次
(2)排除故障后，该同学通过改变滑动变阻的电阻，测得了6组U、I的数据，根据第1、2、3、4、5和6组的数据，他在U-I图上标出了这些数据点，并且按照这些数据点的分布绘制了相应的U-I图线[如图（b）所示]，由这一图线，可求得电源的电动势E为________V，内电阻r为________Ω。如果他不利用这一图线，而是利用任意两组U、I数据，那么当他选择哪二组数据时求出的E、r值误差最大？答：________________（写数据组编号） 。

为检测一个标值为5 Ω的滑动变阻器，现可供使用的器材如下：

A．待测滑动变阻器Rx，总电阻约5 Ω

B．电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 Ω

C．电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 Ω

D．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ

E．电压表V₂，量程3 V，内阻约3 kΩ
F．滑动变阻器R，总电阻约20 Ω
G．直流电源E，电动势3 V，内阻不计
H．电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定R_x的总电阻值，所选电流表为___________（填“A₁”或“A₂”），所选电压表为_________（填“V₁”或“V₂”）。
②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连接，使其成为测量电路。

③如图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径，则该电阻
丝的直径为           mm。

(1)用自由落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？(   )
(A)天平     (B)弹簧秤     (C)刻度尺      (D)秒表   
(2)如图是实验中得到的一条纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g="9." 80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于___            _ J，打下C点时速度的大小等于__          ____m/s，动能的增加量等于__               J（以上各空均取三位有效数字）。动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是
____________________________________________________________________。

（1）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t₁，通过B的挡光时间为t₂．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．
①(单选)选出下列还需要的实验测量步骤
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
②若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足________________________关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的．
（2）①为测量某电阻丝R的电阻值，某同学用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“  　　”档位(选填“×100”或“×1”)，然后进行          ，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右图所示，则此段电阻丝的电阻为      Ω．

②如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R₀，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

U（V）	1.2	1.0	0.8	0.6
I（A）	0.10	0.17	0.23	0.30

I．R₀的作用是                   ；
II．用作图法在坐标系上作出U-I图线；

III．利用图线，测得电动势E=        V，内阻r =       Ω。(结果保留两位有效数字)

现有一块灵敏电流表，量程为200 μA，内阻约为1000 Ω，要精确测出其内阻R₁，提供的器材有：
电流表(量程为1 mA，内阻R₂＝50 Ω)；
电压表(量程为3 V，内阻R_V约为3 kΩ)；
滑动变阻器R(阻值范围为0～20 Ω)；
定值电阻R₀(阻值R₀＝100 Ω)；
电源E(电动势约为4.5 V，内阻很小)；
单刀单掷开关S一个，导线若干．
(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的．将电路图画在右面的虚框中．
(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算表的内阻，表达式为R₁＝________，表达式中各符号表示的意义是________________________．

如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过定滑轮的细绳相连．开
始时B放在水平桌面上，A离地面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹。滑轮与轴处摩擦不计，绳子和滑轮质量不计．用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ。

（1）在本实验中需要用到的测量工具是              ；需要测量的物理量是                                                        （详细写出物理量名称及符号）．
（2）动摩擦因数的表达式为μ=                     

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=________mm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10^-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度__________m/s．(此空保留三位有效数字)在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、__________________ 和____________________（文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较    __________ 和  __________  在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．

如图所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放。实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图。
 
(1)观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是                    。
(2)根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是
(A)闪光间隔为0.1s
(B)A球抛出点坐标（0，0）
(C)B球抛出点坐标（0.95，0.50）
(D)两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的
(3)若两球在实验中于图中C位置发生碰撞，则可知两小球释放的时间差约为     s。

1920年科学家史特恩测定气体分子速率的装置如图所示，A、B为一双层共轴圆筒形容器，外筒半径为R，内筒半径为r，可同时绕其共同轴以同一角速度w高速旋转，其内部抽成真空。沿共同轴装有一根镀银的铂丝K，在铂丝上通电使其加热，银分子（即原子）蒸发成气体，其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面。由于分子由内筒到达外筒需要一定时间，若容器不动，这些分子将到达外筒内壁上的b点，若容器转动，从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁，但容器静止时的b点已转过弧长s到达b’点。

（1）测定该气体分子最大速度的大小表达式为________________。
（2）采用的科学方法是下列四个选项中的        。
A.理想实验法        B.建立物理模型法
C.类比法            D.等效替代法

在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，电源的电动势不超过1.5V，内阻不超过1Ω，电压表（0---3V，3KΩ），电流表（0---0.6A，1Ω），滑动变阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只。实验电路如图（甲）科

（1）实验中滑动变阻器应选用               （填“R₁”或“R₂”）
（2）某位同学在实验操作时电路连接如图（乙）所示，该同学接线中错误（或不妥当）的实验器材是        
A．滑动变阻器       B．电压表       C．电流表          
（3）一位同学根据记录的数据画出U-I图线如图（丙）所示，根据图象（答题纸上的图更清晰一些）读出电池的电动势E=        V，根据图象求出电池内阻r=         Ω.．

Ⅰ、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（气垫导轨底座已调水平）．
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________cm；实验时将滑块从图6所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10^-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_____________m／s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_______________和 _____________(文字说明并用相应的字母表示)．
(2)本实验通过比较_______和 ______________  在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证了系统的机械能守恒．

II、某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，他对镍铬丝做了有关测量，数据如下表所示。
（1）他在第3组数据测量中，用螺旋测微器测金属丝直径时，示数如图甲所示，此示数为       ___mm，并把对应的D²数据填入表中相应位置。
（2）乙图是他测量金属丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路      （填“A”或“B”）进行测量，根据所选的原理图在图丙中用笔划线代替导线，将图中的仪器连接成完整的实验电路。
（3）请你认真分析表中数据，写出电阻R与L，D间的关系式：R=          （比例系数用k表示），并求出比例系数k=       Ωm（结果保留三位有效数字）。

编号	金属丝直径 D/mm	金属丝直径的 平方D^2/mm^2	金属丝长度 L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3			100.00	4.07