高中物理实验题

2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一。硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路。图中与A₁串联的定值电阻的阻值为，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果小数点后保留两位数字）：
（1）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A₁、A₂的值I₁、I₂。为了作出此电池的
U－I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U＝________（用题中所给字母表示）；
（2）根据测量数据作出该硅光电池的U－I图象如图乙所示，该电池的电动势E＝    _____V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r＝____Ω；
（3）若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻，此时对应的电池内阻r＝_______Ω。

某学习小组的同学利用如图所示装置验证动能定理，按如图所示组装好器材，在 未装沙子的情况下释放小桶，滑块仍处于静止状态。你若是小组中的一位成员，要完成该实验

（1）你认为首先要进行的步骤是________________________；
（2）实验时为了保证“滑块受到的合力可认为与沙和沙桶的总重力大小基本相等”，沙和沙桶的总质量m与滑块的质量M应满足的关系是_____________；
（3）实验时，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂（v₁<v₂）。则本实验最终要验证的数学表达式为_______________（用题中的字母表示）。

如图所示的螺旋测微器的读数为：__________mm。

（1）图甲种给出的是螺旋测微器测量仪金属板厚度时的示数，读数应为    mm.
（2）小球做直线运动时的频闪照片如图乙所示，已知频闪周期T=0.1s，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分别为OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm。小球在位置A时速度大小=     m/s，小球运动的加速度大小=           m/s².

（3）某同学用伏安法要准确测定一只约200电阻的阻值，除北侧电阻外，还有如下实验仪器

A．直流电源（电压3V，内阻不计）

B．电压表（量程0—3V，内阻约为5kΩ）

C．电压表（量程0—15V，内阻约为25kΩ）

D．电流表（量程0—25mA，内阻约为1Ω）

E．电流表（量程0—250mA，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器一只，阻值0—20Ω
G．电键一只，导线若干
在上述仪器中，电压表应选择      （填“”或“”），电流表应选择    （填“”或 “”）。请在方框内画出电路原理图。

用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接.实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹.记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O的距离: ="2.68" cm,="8.62" cm,="11.50" cm,并知A、B两球的质量比为2∶1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的   点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差|=   %(结果保留一位有效数字).

如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图.

(1)若入射小球质量为m₁,半径为r₁;被碰小球质量为m₂
,半径为r₂,则                              (   )
A.m₁>m₂,r₁>r₂                  B.m₁>m₂,r₁<r₂
C.m₁>m₂,r₁=r₂                  D.m₁<m₂,r₁=r₂
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是        .(填下列对应的字母)
A.直尺      B.游标卡尺         C.天平     D.弹簧秤      E.秒表
(3)设入射小球的质量为m₁,被碰小球的质量为m₂,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m₁、m₂及图中字母表示)                     成立,即表示碰撞中动量守恒.

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S₂，已各重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则

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＝ 。

如图为“探究电磁感应现象”的实验装置。

⑴将图中所缺的导线补接完整。
⑵如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能现的情况有：
A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将____________。（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针___________。（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）

某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，取得了几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个打点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……如下图所示，由于不小心，纸带被撕断了，请根据下图做答。
⑴在 B、C、D三段纸带中，属于纸带A的是___________；
⑵打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s²，计数点1速度的大小是___________m/s。（本题结果保留两位有效数字）

（1）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出)打点计时器接的是50 Hz的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐(结果保留两位有效数字)。

①由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的即时速度v_C是___________m/s；
②计算该物体的加速度a为____________m/s²。
（2）甲、乙两个实验小组选用下面不同的实验器材完成“测定金属丝的电阻率”的实验，除待测金属丝（金属丝的电阻R_x约为3Ω）外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V₁(量程3V，内阻约为15kΩ)    
B．电压表V₂(量程l5V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A₁(量程3A，内阻约为0.2 Ω)    
D．电流表A₂(量程600mA，内阻约为1Ω)
E．滑动变阻器R₁(0～100Ω，0.6 A)        
F．滑动变阻器R₂(0～2000Ω，0.1 A)
G．输出电压为3V的直流稳压电源E      
H．螺旋测微器(千分尺)、刻度尺
I．电阻箱                              
J．开关S，导线若干
甲组根据选用的器材设计了（a）、（b）两个测电阻的电路图。则：

①为减小实验误差，甲组同学还选用的实验器材有(填代号)______________。选用的电路图____ (选填“(a)”或“(b)”)，但用该电路电阻的测量值将________真实值。
②若用刻度尺测得金属导线长度为l=60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两表的示数分别如图所示，则金属丝的直径为d=____________________mm。电流表和电压表的示数分别为I=________A和U=_______V。用上述测量数据可计算出电阻率的表达式为______________________。

乙组同学仍用螺旋测微器测得金属丝的直径，记为d，实物电路如右图。实验时他们记录了在电阻箱阻值一定的情况下，金属丝接入不同的长度L和对应的电流I的值，接下来在坐标纸上画出了－L的关系图线由于是直线，设其斜率为k，直流稳压电源的输出电压为U,则计算金属丝电阻率的表达式为__________（用k、d、U表示）

某同学用如图甲所示电路，描绘标有“3.8V,0.3A”小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。

(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表:A₁ (量程lOOmA，内阻约2Ω)；A₂ (量程0.6A，内阻约0.3Ω)；
电压表:V₁ (量程5V，内阻约5kΩ)； V₂ (量程15V，内阻约15kΩ)；
滑动变阻器:R₁ (阻值范围0～10Ω)； R₂ (阻值范围0～2KΩ)；
电源:E₁ (电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω)；
E₂ (电动势为4V，内阻约为0.04Ω)。
为了调节方便，测量原理准确，实验中应选用电流表__▲__，电压表__▲__，滑动变阻器___▲__，电源____▲____。(填器材的符号)
(2)根据实验数据，计算并描绘出R—U的图象如图乙所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为___▲___；当所加电压为3．00V时，灯丝电阻为___▲__，灯泡实际消耗的电功率为___▲___W。

（1）如右图所示，小钢球从竖直砖墙前某位置由静止释放，并用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球的运动过程中每次曝光的位置．已知连续两次曝光的时间间隔均为，每块砖的厚度均为．根据图中的信息，计算：
①小球经过3位置时的瞬时速度大小为____________
②该处重力加速度大小为______________
③小球释放处与1位置间的竖直高度差为___________
（2）高三年级某同学做“测量金属丝电阻率”的实验。
① 首先，他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，并求出其平均值作为金属丝的直径d。其中某次测量如图①所示，这次测量对应位置金属导线的直径为______________mm；

② 然后他测量了金属丝的电阻。实验中使用的器材有：
a．金属丝（长度x₀为1．0m，电阻约5Ω~6Ω）
b．直流电源（4．5 V，内阻不计）
c．电流表（200mA，内阻约1．0Ω）
d．电压表（3V，内阻约3kΩ）
e．滑动变阻器（50Ω，1．5A）
f．定值电阻R₁ （100．0Ω，1．0A）
g．定值电阻R₂ （10．0Ω，1．0A）
h．开关，导线若干

该同学实验时的电路图如图②所示，且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值，定值电阻应该选_____________（选填“R₁” 或“R₂” ）；
③ 该同学根据测量时电流表的读数I、电压表的读数U描绘的U—I图象如图③所示，根据图象可以求得金属丝的电阻为 R_x =      Ω（保留两位有效数字）

④ 设法保持金属丝的温度不变，而逐渐改变上述总长度为x₀的金属丝实际接入电路的长度x，当电压表的示数保持不变时，下列图象中正确反映了流过定值电阻中的电流I随x大致变化规律的是______

如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线的实验器材．

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整．    

（2）开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于          端（选填“A”、“B”或“AB中间”）
（3）实验中测得有关数据如下表：

U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/A	0.10	0.16	0.20	0.23	0.25	0.26	0.27

根据表中的实验数据，在图乙中画出小灯泡的I—U特性曲线.

（4）若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为          ℃(保留三位有效数字)。

市场上有一种用两节干电池供电的小型电风扇。某物理研究小组想粗测电风扇正常运转时电能转化为机械能的效率。于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压，但是其它字迹看不清楚。该研究小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处两端各接出一条引线，手边提供的器材有电流表，电压表，滑动变阻器，备用电池若干节，电键，若干导线，固定电池的电池盒。

(a)该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程．
①按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻最大处
②合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显的读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数U₀.I₀
③                                      
④用测量的量表示出电动机正常运转时的效率的表达式            。
(b)按上述实验过程，本实验的电路图应选择    (填“甲”或“乙”)     ．

如图所示，为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力大小作为___________，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如下图所示）。

分析此图线OA段可得出的实验结论是________________________。
（3）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选题）

A．小车与轨道之间存在摩擦	B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大	D．所用小车的质量太大