高中物理实验题

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两计数点之间间隔为T．

（1）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=     ．
（2）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=     ．
（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏      （选填“大”或“小”）．

小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．

（1）图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．
（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U﹣I图上，如图2．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用      （填“○”或“×”）表示的．
（3）请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为      Ω．

如图1所示为“研究小车的加速度和力的关系”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．
（2）某同学的实验方案如图1所示，他想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：A.  ；B.  ．
（3）改变砂和砂桶的重力，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（如图2所示）．
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是      ．
②（单选题）图2的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．砂和砂桶的总质量太大
D．所用小车的质量太大．

（1）某同学设计了一个探究无轮子小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图甲为实验装置简图．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法正确的是

A．实验时要平衡摩擦力
B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力
D．实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，期中A、B、C、D、E是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示．纸带的加速度的表达式为a=     ．
（3）若相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，则打计数点1时的速度大小v₁=      ．（结果保留三位有效数字）
（4）保持实验小车质量不变，改变钩码质量，得到图丙中的图象不通过原点的原因是      ．

如图所示为闭合电路中两个不同电源的U﹣I图象，则下列说法中正确的是（ ）

A．电动势E1=E2，短路电流I1＞I2

B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2

C．电动势E1＞E2，内阻r1＞r2

D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大

某物理实验小组用下列器材进行实验描绘一种特殊元件的伏安特性曲线，所测数据记录在表格中．

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.2	4.2	6.7	11.9	19.0	23.8	30.0	37.1

器材有：A．待测元件R_x B．电流表A（0～50mA，内阻约为200Ω）
C．电压表V₁（0～3V，内阻约为10kΩ）
D．电压表V₂（0～6V，内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器R₁（0～20Ω，2A）
F．滑动变阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
G．学生电源（直流4V）
H．开关及导线
（1）为了调节方便，并使测量尽可能准确，实验中电压表应选      ，滑动变阻器应选      ．（填器材符号）
（2）在图1虚线框内画出实验电路图．

（3）在图2坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性曲线．
（4）若该元件的最佳工作电压为2.8V，现用电动势为4V，内阻r=1Ω的电源为其供电，则要在电路中串联一个阻值为R=      Ω的电阻，才能使其处于最佳工作状态．（保留两位有效数字）

现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示．

（1）由上图读得圆柱体的直径为      mm，长度为      cm．
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=     ．

有一个电阻R，其阻值大约在40Ω～50Ω之间，现要进一步测量电阻，手边现有如图1所示的器材：

电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）
电压表（0～3V，0～15V，内阻约为10kΩ）
电流表（0～0.6A，0～3A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω，额定电流2A）
滑动变阻器R₂（阻值0～1700Ω，额定电流0.3A）
开关S和导线若干
（1）电压表的量程应选      ，电流表的量程应选      ，滑动变阻器应选用     ；
（2）请在如图2所示方框内画出实验电路图；
（3）用笔画线代替导线，在实物图上连好实验电路．

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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      ．

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量其直径如图1，由图可知其直径为       mm；
（2）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如2图，则该电阻的阻值约为      Ω．
（3）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）
电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S及导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，测量的电路图如图所示，则选择的电流表是      、电压表是      、滑动变阻器是      （填写所用器材的代号）．

在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3、4…，量得0与1两点间的距离x₁=30cm，3与4两点间的距离x₄=48cm，则小车在0与1两点间平均速度为      m/s，2与3两点间的距离x₃=      cm，小车的加速度为       m/s²

在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有      ．（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
（2）实验过程中，下列做法正确的是      ．
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处．

实验室新进了一批低电阻的金属丝（如实物图中电阻），已知金属丝的电阻率ρ=1.7×10^﹣8Ω•m．课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度．他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．在实验中，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，
（1）应从如图1所示的A、B、C、D四个电路中选择      电路来测量金属丝电阻；

（2）请把图2的实物按照原理图连接起来，要求导线不能交叉．
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图3所示，金属丝的直径为      mm；
（4）测出电压表示数为2.0V时，电流表示数为0.5A，根据金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为      m．（结果保留两位有效数字）

某同学用如下左图所示装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验。他先让零刻度与弹簧上端对齐，测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出各次平衡时指针所指的刻度。由于前几组数据丢失，只将部分数据列表如下：

（1）根据表中数据，在坐标纸上通过描点画出钩码重量G与弹簧指针所指的刻度l的关系图线；
（2）根据图线得到弹簧的原长为l₀=______cm，该弹簧的劲度系数为k =_______N/m。（不考虑弹簧自身重力的影响）

在“测定金属的电阻率”的实验中，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后再根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
某实验小组用米尺测得金属丝的长度为l=0.810m，用螺旋测微器测得金属丝直径的示数如图所示。已知金属丝的电阻大约为4Ω。
（1）从图中读得金属丝的直径为_________mm。

（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下的实验器材：

A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；

B．电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；

C．电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；

D．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；

E．滑动变阻器R₂：最大阻值200Ω；
F．开关、导线等。
为使测量尽量精确，且便于调控，滑动变阻器应选_______。
（3）根据所选的器材，在虚线框内画出实验电路图。

（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x＝4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为____Ω·m。（保留二位有效数字）