高中物理实验题

现有一量程为3V的电压表，内阻约为5kΩ～6kΩ。为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。

① 试根据图甲所示的电路图，完成如图乙所示的实物电路的连线。
②若电源E、滑动变阻器R₂、电阻箱R₁各有两组可供选择：
电源E：
a、      电动势4.0V，有内阻
b、      电动势8.0V，有内阻
滑动变阻器R₂：
a、      最大阻值20Ω
b、      最大阻值1700Ω
电阻箱R₁：
a、0~999.9Ω      b、0~9999.9Ω
为了减小实验误差，电源E应选       (填序号“a”或“b”,下同),滑动变阻器R₂应选     ,电阻箱R₁应选         。
③该同学在开关都断开的情况下，检查电路连接无误后，接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于  　 端。后续必要的实验操作步骤依次是：_________、_________、________、________、_________。最后记录R₁的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

A．闭合开关S1

B．闭合开关S2

C．断开开关S1

D．断开开关S2

E．调节R₂的阻值，使电压表指针偏转到满刻度
F．调节R₂的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半
G．调节R₁的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半
H．调节R₁的阻值，使电压表指针偏转到满刻度
④按正确的实验步骤操作完成后，如果所得的R₁的阻值为5400.0Ω，则图甲中被测电压表V的内阻r_v的测量值为______Ω，该测量值______实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

（1）图甲的螺旋测微器的读数是______mm；图乙的游标卡尺的读数是______mm。

（2）利用油膜法估测油酸分子直径的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的4550cm²浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
①下面是实验步骤，试填写所缺的步骤C

A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1ml酒精油酸溶液时的滴数N；

B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C．；

D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积Scm^2；

②用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为                （单位：cm）

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，可当标准电阻用）、一只电流表（量程=0.6A,内阻）和若干导线。

①请根据测定电动势E、内电阻的要求，设计图a中器件的连接方式，并画线把它们连接起来。
②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值，同时读出与对应的电流表的示数I，并作记录.。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R-坐标图，如图b所示。图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你在图b上把标注出的坐标点描绘成实验图线。
③根据图b描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=      V，内电阻      

用下图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。

（1）(多选题)在用细线悬挂钩码前，以下措施中必要的是（    ）
A．判断力矩盘是否处在竖直平面
B．判断横杆MN是否严格保持水平
C．判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
D．判断力矩盘的重心是否位于盘中心
（2）在A、B二点分别用细线悬挂钩码，M、C两点用弹簧秤连接后，力矩盘平衡（如图所示），已知每个钩码所受的重力为0.50N，则由力矩平衡条件可推算出弹簧秤的示数为________N（已知弹簧秤的最小刻度是0.1N）。
（3）在实验装置装配时，经检验发现，质量为m，半径为R的力矩盘的重心在圆盘上的C点，且重心C与盘心O的距离为r。因此，甲认为可通过在A位置粘适量橡皮泥的方法来调整重心到O上，乙认为可通过在BC之间挖掉一点木屑的方法来调整重心到O上；而丙认为还有一种不需调整力矩盘重心的位置也能进行实验的方法，就是在实验时_______________________________________。

“研究共点力的合成”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和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力___________。 
（2）（单选题）本实验采用的主要科学方法是-----------------------------------（       ）
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）（多选题）实验中可减小误差的措施有 -------------------------------------（       ）
A．两个分力F₁、F₂的大小要尽量大些
B．两个分力F₁、F₂间夹角要尽量大些
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

关于用“油膜法”估测分子大小的实验，下列说法正确的是（     ）

A．单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径

B．测量结果表明，分子直径的数量级是10^-10m

C．实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上

D．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径

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） 。

理想实验有时更能深刻地反映自然规律，如图所示，伽利略设计了一个理想实验：

①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；
②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动；
③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；
④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面。
（1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：_____________（只要填写序号）。
（2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（     ）

A．①是事实，②、③和④是推论	B．②是事实，①、③和④是推论
C．③是事实，①、②和④是推论	D．④是事实，①、②和③是推论

关于“研究影响感应电动势大小的有关因素”的实验
（1）如图所示为本实验装置图，图中①所示的器材是________，图中②所示的器材是__________。

（2）（单选题）实验时，针对同一个螺线管分别让小车以不同的速度靠近它，这是为了研究（     ）

A．感应电动势的大小与小车运动速度的关系

B．感应电动势的大小与磁通量变化的时间的关系

C．感应电动势的大小与磁通量的变化量的关系

D．感应电动势的大小与螺线管匝数的关系

（3）通过本实验，可以得出的结论是：若穿过回路的磁通量变化越快，则_______________。

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r＝40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。
打开传感器，将质量m＝0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差h＝0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。


（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为       V。
（2）（多选题）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是

A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程

B．如果仅略减小h，两个峰值都会减小

C．如果仅略减小h，两个峰值可能会相等

D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大

（3）在磁铁下降h＝0.25m的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率是           。

某同学利用如图装置研究外力与加速度的关系。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。开始实验后，依次按照如下步骤操作：

①同时打开力传感器和位移传感器；
②释放小车；
③关闭传感器，根据F-t，v-t图像记录下绳子拉力F和小车加速度a。
④重复上述步骤。

（1）某次释放小车后得到的F-t，v-t图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力F大小为     N，加速度a为        m/s²。（保留2位有效数字）
（2）（单选题）利用上述器材和过程得到多组数据数据作出a-F图像，为一直线，则

A．理论上直线斜率应等于小车质量

B．直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平

C．如果小车受到来自水平轨道的恒定阻力，直线斜率会变小

D．若实验中钩码质量较大，图象可能会呈现一条曲线

在探究小灯泡特性的实验中，器材如下：标有“2V，0.8W”的小灯泡、电源（两节干电池串联，电动势约3V）、滑动变阻器、电压表、电流表、电键、若干导线。
（1）将电路按照分压电路连接，在将最后一根导线连接上电源正极A点前，应对电路中做两个调整，分别是
                                       ；                               。
（2）（单选题）正确实验后，小灯泡的电流电压关系最可能是下图中的

如图所示，用很弱的红光做双缝实验，图a的曝光时间最短、图b、图c的曝光时间依次增加，图a中的亮点是光子落在胶片上留下的痕迹，长时间曝光后最终形成了图c中明暗相间的条纹。这一实验的整个过程说明了光具有            性。如果改用紫光而其他实验条件不变，最终形成的图c中条纹间距将会       （填“增大”，“减小”或“不变”）。

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，还有一个方形的层叠电池。为了测定层叠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15所示的电路，请你按照电路图在图16中完成实物连线。


（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17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。（保留两位有效数字）

有一个电阻R_x，其阻值大约为20Ω，现要更精确地测量其电阻，手边现有器材如下：
A．电源E（电动势12.0V，内阻0.5Ω）；
B．电压表（0～3～15V，内阻大于3kΩ）；
C．电流表（0～0.6～3A，内阻小于1Ω）；
D．滑动变阻器R₁（0～10Ω，2.0A）；
E．滑动变阻器R₂（0～1750Ω，0.3A）；
F．开关S和导线若干。
（1）滑动变阻器应选用     （选填“R₁”或“R₂”）。连接电路时，电压表的量程应选    V，电流表的量程应选     A。
（2）请在下边方框中画出实验电路图。