高中物理实验题

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 Ω ）
B．电流表A₁（量程0—3 mA，内阻＝10 Ω）
C．电流表A₂（量程0—0.6 A，内阻＝0.1 Ω）
D．滑动变阻器R₁（0—20 Ω，10 A）
E．滑动变阻器R₂（0—200 Ω，l A）
F．定值电阻R₀（990 Ω）
G．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数，且I₂的数值远大于I₁的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝____________V，内阻r＝____________Ω。（结果保留小数点后2位）
（3）若将图线的纵坐标改为_______________，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．
（1）某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为       cm．图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v_A、v_B，其中v_A=         m/s．

（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较      和      是否相等，就可以验证机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（3）通过多次的实验发现，小球通过光电门A的时间越短，（2）中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是                               ．

研究小车匀变速直线运动，打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．

⑴部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车．

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．

D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔．

上述实验步骤的正确顺序是：____________(用字母填写)．
⑵图纸带中标出的相邻两个计数点的时间间隔T＝________s.
⑶计数点E对应的瞬时速度大小计算式为v_E＝___________．
⑷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＝____.

在探究物体的加速度（a）跟合外力（F）和质量（m）的关系实验中，某同学的实验方案如图甲所示，用沙桶的重力表示小车受到的合外力F．

（1）为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上．把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？
（2）为使装有细砂的小桶的总重力在数值上近似等于小车运动时的拉力，应满足的条件是桶及桶内细砂的总质量             小车的质量。（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）
（3）该同学在“保持小车质量M不变，探究a与F的关系”时记录了实验数据，并将数据在坐标系中描点，作出a－F图象，如图乙所示；由图线求出小车的质量等于             kg， 从理论上来看“a﹣F”图象是过原点的一条直线，本次实验得到的图线却如图乙所示，
其中的原因是             ．

在伏安法测电阻的实验中，待测电阻约为，电压表V的内阻约为，电流表A的内阻约为，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式计算得出，式中与分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为和，则       （填“”或“”）更接近待测电阻的真实值，且测量值      （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值        （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

某同学做描绘小灯泡（额定电压为3．8V，额定电流为0．32A）的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）
直流电源的电动势为4V，内阻不计
电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、
电流表A₁（量程0．6A，内阻约为4Ω）、
电流表A₂（量程3A，内阻约为1Ω）、
滑动变阻器R₁（0到1000Ω，0．5A）
滑动变阻器R₂（0到10Ω，2A）
开关、导线若干。
(1)若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是（    ）

A．小灯泡将发光    B．小灯泡将不亮
C．电压表会烧坏    D．电流表将会烧坏
(2)下列关于该实验的说法，正确的是(      )

A．实验电路应选择图乙中的电路图（a）
B．电流表应选用A₂
C．滑动变阻器应该选用R₂
D．若采用如图乙（b）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端
(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而______（填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大），当给小灯泡加电压3．2V时，此时小灯泡的发热功率为       W（结果取2位有效数字）。

“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法。
（1）若实验中所用的重锤质量M="1kg" ，打点纸带如右图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤动能E_KB=          ，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量ΔE_P=          ，因此可得结论是

（2）根据纸带算出相关各点速度v ，量出下落的距离h ，以v²/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的          （g=10m/s²）

某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．
A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）
B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）
C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ）
D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
E．滑线变阻器（最大阻值50Ω）
F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）
G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）
H．开关一个，导线若干
实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．
（1）实验中为较准确测量、方便调节，电压表应选用    ，滑动变阻器应选用    （填写仪器符号）；
（2）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．

（3）如图所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_____________Ω．（保留两位有效数字）
（4）若不考虑电表内阻的影响，得到的是上面的I—U关系图线．但由于电表存在内阻，实际测得的伏安特性曲线比上面的I—U关系图线位置来得偏 ______（选填“高”或“低”）。

某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B．用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g．

（1）用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D=      cm．
（2）要验证机械能守恒，只要比较      ．
A．与gh是否相等         B．与2gh是否相等
C．与gh是否相           D．与2gh是否相等
（3）钢球通过光电门的平均速度          （选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差         （选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小．

某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现实验误差较大．为减小误差，该同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律．实验前调整光电门位置，使小球下落通过光电门时球心能挡住激光束．实验时，小铁球从A点自由下落，经过光电门B时，通过毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为9．则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=     ．如果测量的d、t、h、g满足关系式        ，即可验证机械能守恒定律．

如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中近似认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在        （选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮的高度，使            ．
（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，电火花打点计时器的电源频率为50Hz，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为      m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a=        m/s^２．（计算结果均保留2位有效数字）
（3）在“探究加速度与合外力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为                      ．

⑴在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz ，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是          （直流电，交流电），它们是每隔___   s 打一个点。
⑵接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（   ）
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
⑶小车拖动纸带运动，打出的纸带如图所示．选出A.B.C.D.E、F、G，7个计数点，每相邻两点间还有4个计时点（图中未标出）。已知各点间位移。则：

①E点的瞬时速度V_E＝           m/s（保留三位有效数字）；
②小车运动加速度a ＝           m/s²（保留三位有效数字）。

在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某﹣点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是      ．（填入相应的字母）
（2）在“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．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向是      ．
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）在验证力的平行四边形法则的实验中，有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F₁与F₂；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向（即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F′和细线的方向；以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是
在①中      ；
在②中      ．

某同学为了探究老师课上讲的自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图1所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象．

（1）你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是     
A．线圈电阻偏大
B．小灯泡电阻偏大
C．电源的内阻偏大
D．线圈的自感系数偏大
（2）t₁时刻断开开关，断开开关前后流经小灯泡的电流i随时间t变化的图象是图2中的      ．

某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V₁（量程3V，内阻R_v1=10kΩ）
电压表：V₂（量程15V，内阻R_v2=50kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻R_g=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R₁（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）R₂（阻值范围0～1000Ω，额定电流1A）
定值电阻：R₃=0.5Ω   R₄=10Ω
①为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中电压表应选用      ，滑动变阻器应选用      （填写器材的符号）．
该同学发现所给的两个电流表的量程均不符合要求，他将电流表G进行改装，电流表G应与定值电阻      并联，改装后的电流表对应的量程是      A．
②在如图所示的虚线框内，画出该同学实验连线时依据的实验原理图．

③电流表G改装后其表盘没有来得及重新刻度，该同学利用上述实验原理测得数据，以电流表G的读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=      V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=      Ω （结果保留两位有效数字）．