高中物理实验题

某研究性学习小组利用如图所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.0Ω的定值电阻R.
(1)按照实物连线图在虚线框内画出实验电路图：

(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数U，并计算出通过电阻箱的电流数值I，为了比较准确地得出实验结论，在坐标纸中画出了如下图所示的U－I图象，由图象可得：

E＝        V，r＝        Ω.

如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的轨道做圆弧形运动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的直杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ
②对两个传感器进行调零（使其示数归零）
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤，得到表格。

F1/N	1.001	0.580		1.002
F2/N	－0.868	－0.291		0.865
θ	30°	60°		150°

（1）根据表格数据，A传感器对应的是表中力________（选填“F₁”或“F₂”）。钩码质量为________ kg（保留一位有效数字）。
（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作目的是________
A．因为事先忘记调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消除实验的误差

现用频闪照相方法来研究物块的变速运动，在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x₁、x₂、x₃、x₄。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如表所示，重力加速度大小g=9.80m/s²。

单位：cm

x1	x2	x3	x4	h	s
10.76	15.05	19.34	23.65	48.00	80.00

请回答下列问题：
（1）根据表中的数据判断该物体的运动属于________（选填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”运动。
（2）物块的加速度大小为________ m/s²（保留2位有效数字）。

用如图a所示的实验装置验证砝码m₁、m₂组成的系统机械能守恒。砝码m₂从高处由静止开始下落，砝码m₁拖着纸带打出一系列的点，从纸带上的获取数据并进行数据处理，即可验证机械能守恒定律。如图b给出的是实验中获取的一条纸带．纸带中的0是打下的第一个点，从比较清晰的点迹起，在纸带上连续选取计数点1、2、3、4、  ，且每相邻两计数点之间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示。已知m_l=50g．m₂=150g，（以下计算结果均保留三位有效数字）.

（1）在纸带上打下计数点3时的速度=             m/s．
（2）在打” 0”点到” 3”的过程中系统动能的增量ΔE_k=        J系统势能减少ΔE_p=______       J（当地重力加速度g＝9．8m/s²）
（3）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：

A．绳的质量要轻；

B．绳子越长越好；

C．尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；

D．两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。

要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电源E（电动势3.0V，内阻可不计）

B．电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）

C．电压表V2（0～15.0V，内阻约6kΩ

D．电流表A1（0～0.6A，内阻约1Ω）

E.电流表A₂（0～100mA，内阻约2Ω）
F.滑动变阻器R₁（最大值10Ω）
G.滑动变阻器R₂（最大值2kΩ）

（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择__________，电流表应选择__________，滑动变阻器应选择__________（填各器材的序号）
（2）为提高实验精度，请你在如图a中设计实验电路图
（3）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路．
（4）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如图c所示，则该小电珠的额定功率是        w，小电珠电阻的变化特点是                         ．

如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，若充电后保持电容器带电量不变，试指出上图所示的情况下，静电计指针偏转角度变化情况

（1）正对面积减小时，静电计指针的偏转角度________________
（2）板间距离增大时，静电计指针的偏转角度________________
（3）使用静电计的目的是观察电容器___________的变化情况。

某同学在《验证力的平行四边形定则》的实验中，
(1)完成其中两个实验步骤时的操作如下：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，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点和两个弹簧秤的读数F₁和F₂，并记下两细线的方向。
②只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。
请指出该同学操作中，有疏漏的步骤是：_{___      ___}疏漏的是_{__________________________}
(2)在上述实验中，操作正确情况下，用F₁和F₂表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F₁与F₂的合力；F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则下图中符合实验事实的是（   ）

验证牛顿第二定律实验中，甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的小车质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲，μ_乙，由图可知，m_甲      m_乙、μ_甲       μ_乙．（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
甲同学在纠正了疏漏之处后，保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a﹣F图象中描点，如右图．结果发现右侧若干个点明显偏离直线，若不断增加砂桶中砂的质量，a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，加速度的趋向值为      ．

如图甲所示，两个相同装置：两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘．盘里可以分别放不同质量的砂子，小车后端连着纸带，纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器，两个打点计时器并联接在同一接线板上．实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点，然后同时释放两辆小车，当其中有一辆小车快接近导轨末端时，断开接线板的电源，两打点计时器同时停止工作．
如图乙所示为某次实验得到的两条纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点（相邻两点间还有四个打点未画出），两相邻测量点间的距离如图所示，单位为cm．打点计时器所用电源的频率为50Hz．

（1）求出①号纸带测量点5的速度v₅=      m/s；①号纸带对应的加速度值为       m/s²．（结果保留两位有效数字）
（2）利用此装置，正确平衡摩擦力后，研究质量一定时，加速度与力的关系，是否必须求出两辆小车运动加速度的确切值？       （选填“是”或“否”）；请说明理由：
（3）利用此图的其中一个装置，还可以探究做功与物体速度变化的关系． 若用M表示小车及车上砝码的总质量，m表示砂子及盘的总质量，对于改变外力对小车做的功，下列说法正确的是

A．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足M远大于m

B．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，不需要平衡摩擦，也不需要满足M远大于m

C．通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足M远大于m

D．通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时，只需平衡摩擦不需要满足M远大于m

（4）若在①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向，应该是       （填“O→E”，或“E→O”）

现在要测描绘“6V，3w”的小灯泡L的伏安特性曲线．实验室备有如下器材：
A.电压表 V₁（量程10V，内阻约10KΩ）
B.电压表V₂（量程3V，内阻约10KΩ）
C.电流表 A₁（量程0.6A，内阻约为1欧姆）
D.电流表 A₂（量程3A，内阻约为1欧姆）
E.滑动变阻器R₁（0～5Ω，1A）
F.电源E（E=6V，r≈1Ω）
G.单刀开关一个、导线若干
（1）电压表选      电流表选      （填字母代号）
（2）设计出实验电路（画在方框中）．

如图所示是测定电流表内阻的实验电路图，电流表的内阻约为120Ω，满偏电流为500μA，用电池作为电源．

（1）实验室配有的可变电阻为：

A．电阻箱，阻值范围为0～99.9Ω

B．电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω

C．滑动变阻器，阻值范围为0～200Ω

D．滑动变阻器，阻值范围为0～20kΩ

在上述配有的可变电阻中，电路中R应选用      ，R₁应选用      ．（填字母代号）
（2）某学生进行的实验步骤如下：
①先将R的阻值调到最大，合上S₁，调节R的阻值，使电流表的指针转到满偏刻度
②合上S₂，调节R₁和R的阻值，使电流表的指针指到满偏刻度的一半
③记下R₁的阻值
指出上述实验步骤中的错误：      ．

某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.
（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左向右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔划线代替导线在图中完成余下导线的连接；

（2）实验测得的数据如下表记录：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电压U（V）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.10	2.40	2.70
电流I（A）	0	0.10	0.20	0.28	0.35	0.40	0.45	0.48	0.50	0.51

请将剩余两个点描在图乙的坐标图中，并画出小灯泡的伏安特性曲线；
（3）根据所画伏安特性曲线判断：
①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端，小灯泡的功率为      W；（结果保留两位小数）
②将     只相同的小灯泡并联后，与①中电源、以及一定值电阻R₀=0.25Ω串联成闭合回路，可使灯泡消耗的总功率最大，最大值约为        W.（结果保留两位小数）

某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s²（计算结果保留两位有效数字）。

某同学利用图甲所示实验装置获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示。实验中小车的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻质光滑定滑轮，小车的加速度可通过打点计时器打出的纸带得到。请回答下列问题：

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成___________(填“线性”或“非线性”)关系。
（2）由图乙可知，a-m图线不经过原点的原因是_____________________。
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是                                         ，钩码的质量应满足的条件是_____________________。

在研究匀变速直线运动规律的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带．图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1秒，则：（结果保留两位有效数字）

（1）根据实验给出的数据可以判断小车做            运动
（2）D点的瞬时速度大小为       m/s，DE段平均速度大小为      m/s
（3）运动小车的加速度大小为         m/s²．