高中物理实验题

(4分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，
①测摆长时，若正确测出悬线长L和摆球直径d，则摆长为        ;
②测周期时，当摆球经过            位置（填平衡位置或最高点）时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t，则周期为        。

现要测量某一待测电阻R_x的阻，给定的器材有：

A．待测电阻Rx：阻值约为200Ω

B．电源E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计

C．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r=20Ω

D．电流表A2：量程为0～20mA，内电阻约为8Ω

E．定值电阻R₀：阻值R₀=80Ω
F．滑动变阻器R：最大阻值为50Ω
G．单刀单掷开关S，导线若干
（1）为了测量电阻R_x，请设计实验电路原理图，画在虚线框内，要求在实验过程中电表的示数从零开始变化，且测量结果尽量准确。

（2）若某次测量中电流表A₁的示数为I₁，电流表A₂的示数为I₂，则R_x的表达式为：R_x=      （用I₁、I₂、R₀、r表示）。

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50 Hz交流电源
B．电压合适的直流电源
C．刻度尺
D．计时用的秒表
（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．将接好纸带的小车由靠近滑轮处释放
D．将接好纸带的小车由靠近打点计时器处释放
（3）如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻两个计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，测它们之间的距离，如图所示，由纸带数据计算可得计数点C所代表时刻的瞬时速度大小为            m/s（保留三位有效数字），小车的加速度大小为           m/s²。

小明同学在实验室准备利用如图1所示实验装置做研究匀变速直线运动实验．

（1）实验开始前，请你帮助他检查该实验装置中存在的两处明显错误或不当：①      ；②     
（2）正确调整装置后，该同学打出的纸带部分如图2所示，用刻度尺测量出AC长度为x₁，BD间长度为x₂，已知打点计时器打点周期为T，则B点时小车速度为     ，求小车运动的加速度为     ．

（1）图a中物体间的接触面是光滑的，请作出各图中A物体所受力的示意图．
（2）图b中物体间的接触面是粗糙的，请作出各图中B物体所受力的示意图．

某同学在做“研究匀变速运动规律”实验时，得到了如图一条较为理想的纸带，从某点开始每四个点取一个计数点，则相邻两计数点之间的时间间隔为       s，依次打点先后编为A、B、C、D如图所示，测出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，则打B点时小车的瞬时速度大小为      m/s，小车在AD段运动的平均速度大小为      ，小车的加速度为      ．（电源频率为40Hz）

在“探究速度随时间变化的规律”实验中，小车做匀变速直线运动，记录小车运动的纸带如图所示．某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出．

（1）打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁式打点计时器和电火花计时器，使用的都是      （填“直流电”或“交流电”），它们是每隔      s打一个点．
（2）打B点时小车的速度v_B=      m/s，（要求保留两位有效数字）
（3）计算出小车运动的加速度为a=      m/s²（要求保留两位有效数字）

如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．

（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt．
③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为________ （已知重力加速度为g）．
（3）引起该实验系统误差的原因有___________________________（写一条即可）．
（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：
①写出a与m之间的关系式：__________________________（还要用到M和g）．
②a的值会趋于________．

光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示的装置探究物体的加速度与合外力、质量的关系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t_2。

（1）该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M >>m，这样做的目的是            ；
（2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t₁和t₂之外，还需要测量_____________，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a =        ；
（3）某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图象．

组别	1	2	3	4	5	6	7
M/kg	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58
F/N	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
a/m·s^-2	0.13	0.17	0.26	0.34	0.43	0.51	0.59

（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：                    。

某同学利用如图（a）所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持__________状态。
（2）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x₀=_______cm，劲度系数k=_________N/m。
（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，此时弹簧的长度x=________cm。

某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

 
现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源；
B．量程为0～3A的理想电流表；
C．量程为0～0.6A的理想电流表；
D．量程为0～3V的理想电压表；
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；
F．电键和导线若干。
①这个实验小组在实验中电流表选的是      。（填器材前面的字母）

②分析上表内实验数据可知，在方框内画出实验电路图

 
③利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如上图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而        （填“变大”、“变小”或“不变” ）；
④若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.10A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R₀阻值为________Ω。

在“测定金属导体的电阻率”实验中，待测金属丝的电阻R_x 约为5Ω．除了变阻器R、电源（3V）、开关、导线之外，还有下列器材：
A.电压表V₁(量程3V，内阻约为15KΩ)
B.电压表V₂ (量程15V，内阻约为75KΩ)
C.电流表A₁(量程3A，内阻约为0.2Ω)
D.电流表A₂(量程600mA，内阻约为1Ω)
（1）电压表应选           ；电流表应选             。（填仪器前的字母序号ABCD）
（2）应选用下图中的          (填“a”或“b”)为实验电路图，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片移至最          端（填“左”或“右”）
（3）按你所选择的电路图把右下方的实物图用导线连接起来

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．

（1）所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_________（填字母代号）中的器材．
A．直流电源   B．天平及砝码   C．4-6V交流电源   D．毫米刻度尺
（2）下列实验操作步骤正确的是_________
A．实验所用的重物可用实心泡沫球
B．应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向
C．实验时应先使重物靠近打点计时器再释放，释放后再接通电源
（3）实验中得到的一条纸带如下图所示，从比较清晰的点起，每2个点取一个计数点，分别标明0，1，2，3，4．测得x₁=30.0mm，x₂=45.4mm，x₃=60.8mm，x₄=76.2mm，则物体在打下点2时的速度大小为________m/s。物体的加速度大小为________m/s²。

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．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      ．

甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）及滑动变阻器R、电键S、导线。实验电路如图甲所示。

（1）连好电路后，当该同学闭合电键S，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和、de时，示数均为0，把两表笔接cd 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是：_________________。
（2）排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上，作出图所示的U—I图线，该图存在多处不妥之处，请指出。（指出两处不妥之处）                           。

I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
U/V	2.93	2.87	2.85	2.77	2.75	2.70

 
（3）为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图丙所示的电路，丙电路中电阻R₀应该选取下列备选电阻的哪一个?           。
A．1Ω     B．5Ω    C．10Ω    D．20Ω