高中物理实验题

有一个小灯泡上标有“4 V 0.5A”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：
A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)
B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)
E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)
G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(1)实验时，选用图1中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_________

(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．
(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．

某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5A．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（限值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干．
①请根据图1的电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路．

②实验时，改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U，得到如下表所示的若干组R、U的数据．

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电阻R/Ω	60.5	35.2	20.0	13.7	9.9	5.8	4.3	3.5	2.9	2.5
电压U/V	2.58	2.43	2.22	2.00	1.78	1.40	1.18	1.05	0.93	0.85

根据实验数据绘出如图3所示的 图线．由图象得出电池组的电动势E=_____V，内电阻r=______Ω．
③关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是______．
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B．同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C．本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差．

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O₁、O₂，记录弹簧秤的示数为F，测量并记录O₁、O₂间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：

F（N）	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
(cm)	0	10.97	12.02	13.00	13.98	15.05

③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、^‘，橡皮筋的拉力记为F_OO^’。
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F_OA, OB段的拉力记为F_OB。
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F-l图线，根据图线求得l₀=    cm。
（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则F_OA的大小为       N。
（3）根据给出的标度，在答题卡上做出F_OA和F_OB的合力F^‘的图示。
（4）通过比较F^’与      的大小和方向，即可得出实验结论。

（1）同学们利用如右图所示方法估测反应时间。
首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为          （重力加速度为）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.3s，则所用直尺的长度至少为        cm（取10m/s²）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度比是

“验证力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳．图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）图乙中的______是力F₁和F₂的合力的理论数值；______是力F₁和F₂的合力的实际测量值．
（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果理论值是否会发生变化？答______（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（3）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．物理模型法
（4）下列说法中正确的是（   ）
A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差
B．两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触
C．两分力的夹角应取90^o较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动

一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，得到的弹力与弹簧长度的图像如图所示，
（1）下列表述正确的是（   ）

A．a的原长比b长

B．a的劲度系数比b的小

C．a的劲度系数比b的大

D．测得的弹力与弹簧的长度成正比

（2）实验图像最后出现曲线是因为______________________________．

某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示，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）关于此实验的下列说法中正确的是_________
A.同一次实验中，O点位置不允许变动
B.用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大
C.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
（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.逆向思维法          D.建立物理模型法
（3）图乙中的合力的测量值与理论值F两力中，方向一定沿AO方向的是_________

某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验，他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表，（）


根据所测得的数据和关系曲线可知，这种规格的弹簧的劲度系数为_______N/m，在图像的末端图像变弯曲的原因是__________

（1）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，某同学得到如图所示的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6为计数点，已知每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），打点计时器的工作频率为50Hz。则计数点3到0的距离为cm。
（2）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，其中每相邻两点之间还有3个记录点未画出。

①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夹板上，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）；
②图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=______s；
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=______；（用计数点间距和T表示）
④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=______．（用计数点间距和T表示）

某实验小组用如图1实验装置测重力加速度．两物体m₁、m₂悬挂在轻质定滑轮上，m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，可测出运动加速度．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m₁=50g、m₂=150g，则（结果保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v=      m/s；
②若某同学作出v²一h像如图3，则当地的重力加速度g=      m/s²：
③此方法测量重力加速度总是      （填“偏小”或“偏大”），请找出产生此误差的两条主要原因：
（1）
（2）      ．

在“测定金属的电阻率”的实验中，

（1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图1所示，则该金属丝的直径为      mm．
（2）用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图2所示，则电压表的读数为       V，电流表的读数为      A．
（3）用米尺测量金属丝的长度L=0.810m．利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为      Ω•m（保留二位有效数字）．

某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；
电流表A₁，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A₂，量程0.6A，内阻r₂=0.2Ω；
电压表V，量程3V，内阻r_V=9kΩ；
标准电阻R₁，阻值1Ω；
标准电阻R₂，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
开关S及导线若干．

某同学设计了如图所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是      V．

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E_p与小球抛出时的动能E_k相等．已知重力加速度大小为g，为求得E_k，至少需要测量下列物理量中的      （填正确答案标号）．

A．小球的质量m

B．小球抛出点到落地点的水平距离s

C．桌面到地面的高度h

D．弹簧的压缩量△x

E．弹簧原长l₀
（2）用所选取的测量量和已知量表示E_k，得E_k=     ．
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s﹣△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s﹣△x图线的斜率会      （填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s﹣△x图线的斜率会      （填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和E_k的表达式可知，E_p与△x的      次方成正比．

某金属导线长度为L，粗细均匀，为测定这种金属材料的电阻率，吴老师带领物理研究性小组做如下测量．
（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择      倍率的电阻挡（填：“×10”或“×1k”），并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图1所示，测量结果R为      Ω．

（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，则直径d是      mm．
（3）这种金属材料的电阻率ρ=     ．（用题中字母L、R、d表示答案）

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测出金属丝的电阻R1，甲、乙两同学分别采用了不同的方法进行测量：
（1）①甲同学直接用多用电表测其电阻，该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太大．为了准确地进行测量，请你从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序：      ．（填步骤前的字母）
A．旋转选择开关至欧姆挡“×1Ω”
B．旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω”
C．旋转选择开关至“OFF”，并拔出两表笔
D．将两表笔分别连接到R_x的两端，读出阻值后，断开两表笔
E．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
②按正确步骤测量时，指针指在图1示位置，R_x的测量值为      Ω．

（2）乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量：
电压表V（量程0～5V，内电阻约10kΩ）
电流表A₁（量程0～500mA，内电阻约20Ω）
电流表A₂（量程0～300mA，内电阻约4Ω）
滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
滑动变阻器R₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E（电动势为4.5V，内电阻约为0.5Ω）
电键及导线若干
为了较精确画出I﹣U图线，需要多测出几组电流、电压值，故电流表应选用      ，滑动变阻器选用      （选填器材代号），乙同学测量电阻的值比真实值      （选填“偏大”“偏小”“相等”），利用选择的器材，请你在图2方框内画出理想的实验电路图，并将图3中器材连成符合要求的电路．