高中物理实验题

利用图示装置可以做力学中的许多实验。

（1）利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，_______（选填“需要”或“不需要”）设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响。
（2）利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象是曲线，则_________（选填“能”或“不能”）确定小车的加速度与质量成反比。
（3）利用此装置探究“功与速度变化的关系”的实验时，通过增减砝码改变小车所受拉力时，_________（选填“需要”或“不需要”）重新调节木板的倾斜度。

小明同学在实验室准备利用如图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所示，用刻度尺量出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_______

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐.

(1)从图中读出计数点1和5的位置坐标分别为_____cm和____cm，
(2)计算与计数点“2”相对应的小车的瞬时速度为v₂=_____________m/s.
(3)利用上图中的数据可求出小车运动的加速度a=_____________m/s².(小数点后保留二位有效数字)

在“测定某电阻丝的电阻率”实验中

（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径是________ mm.
（2）若用电流表和电压表测量此电阻丝的阻值，两表的示数分别为U、I，测得电阻丝的直径为d，用刻度尺量得其长度为L，则该电阻丝的电阻率ρ=        
（3）由于无法估计该电阻丝的电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（a）（b）两种电路各测一次，用（a）图所测数据为3.0V，3.0mA，用（b）图测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用________图测得R_x的误差较小。

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用的小灯泡为“6V 3W”，其他可供选择的器材有：
电压表V₁(量程6V，内阻20kΩ)   电压表V₂(量程20V，内阻60kΩ)
电流表A₁(量程3A，内阻0.2Ω)    电流表A₂(量程0.6A，内阻1Ω)
变阻器R₁(0～1000Ω，0.5A)       变阻器R₂(0～20Ω，2A)
学生电源E(6～8V)               开关S及导线若干．
实验中要求电压表在0～6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用________，变阻器应选用________．在方框中画出实验的原理图．

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点．测得：x₁＝1.40 cm，x₂＝1.90 cm，x₃＝2.38 cm，x₄＝2.88 cm，x₅＝3.39 cm，x₆＝3.87 cm.那么：

（1）两个计数点之间的时间间隔为T=       s.
（2）3计数点处的瞬时速度的大小是________m/s.
（3）小车运动的加速度计算表达式为__ ______，加速度的大小是___ _____m/s².（结果保留2位有效数字）

如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是

A．换用宽度更窄的遮光条

B．提高测量遮光条宽度的精确度

C．使滑块的释放点更靠近光电门

D．增大气垫导轨与水平面的夹角

（1）电磁打点计时器使用的电源应是           （填“交流4-6V”或“交流220V”），实验室使用我国民用电（频率50Hz）时， 如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为         秒。
（2）使用打点计时器时正确的操作是（       ）
A．应先接通电源，再使纸带运动
B．应先使纸带运动，再接通电源
C．在使纸带运动的同时接通电源
D．先使纸带运动或先接通电源都可以
（3）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C……七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对应如下图所示。

可求出A点到D点的距离是________cm 。
(4)由实验数据可得A点到D点的平均速度是________ m/s (结果保留两位有效数字)。

在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R_x的阻值约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，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R_x=计算得出，式中U与I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R_x1和R_x2，则      （选填“R_x1”或“R_x2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值R_x1      （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值R_x2      （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值．若电压表V的内阻为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测电阻R_x的阻值应采用      （选填“内接法”“外接法”或“内外接均可以”）求得真实值（忽略读数误差）．

在研究匀变速直线运动规律的实验中，做匀变速直线运动的小车带动纸带运动，用打点计时器打下一条点迹清晰的纸带，如图所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02s，按打点时间先后顺序，每五个点取一个计数点，依次得到A、B、C、D、E 五个计数点．用刻度尺量得B、C、D、E各点到A点的距离分别为AB=7.60cm，AC=13.60cm，AD=18.00cm，AE=20.80cm．由此可知，打点计时器打B点时，小车的速度为      m/s，小车运动的加速度大小为      m/s²，加速度方向与小车运动方向      （填“相同”或“相反”）．

在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为      s．用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm．由此可知，纸带做      运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为      m/s．

探究能力是物理学研究的重要能力之一.某物理兴趣小组探究“阻力做功与绕固定轴转动物体角速度ω的关系”,某同学采用了下述实验步骤进行探究:

①如图所示,先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度为ω;
②然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间的摩擦力,砂轮最后停下,测出砂轮从脱离动力到停止转动的过程中转过的圈数为n;
③通过分析实验数据,得出结论.经实验测得的几组ω和n的数据如下表所示:

实验序号	1	2	3	4	5
ω/(rad·s^－1)	0.5	1	2	3	4
n	5	20	80	180	320

 
(1)请你根据表中的数据判定下列图象正确的是(  )

(2)若砂轮转轴的直径大小为D,转轴转动时受到的摩擦力大小恒为F_f.砂轮脱离动力后克服摩擦力做功的表达式为W_f＝________.(用题目中所给的物理量表示)

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A.B.C.D.E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接周期为T="0." 02 s的交流电源。经过测量得：d₁="3.62" cm，d₂="9." 24 cm, d₃ ="16." 85cm, d₄="26." 46 cm, d₅="38." 06 cm, d₆="51." 67  cm.

(1)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为  ______m/s，加速度大小为 ______ m/s²。（结果保留三位有效数字）
(2)如果当时电网中交变电流的频率是f="49" Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值 ____________（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。

某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．

(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)电源．
(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是________
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)．

某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度和力的变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。

(1)实验中木板略微倾斜，这样做目的是（ ）
A．为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．为了增大小车下滑的加速度
C．可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D．可使得小车在未施加拉力时能匀速下滑
(2)实验主要步骤如下：
①如图乙所示，用游标卡尺测量挡光片的宽度d =_______mm。
②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车及小车中砝码的质量之和为，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为、，则小车通过A、B过程中的加速度a=_______（用字母、、D.s表示）。
③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复①的操作。
(3)若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成实验，保证小车质量M不变，改变砝码盘中砝码的数量，即质量m改变（取绳子拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、、的数据，并得到m与的关系图像（如图丙）。已知图像在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，求解=_______(用字母b、D.s、k、g表示)。