高中物理实验题

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变电流的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，用刻度尺测得三个计数点1、3、5跟计数点0间的距离分别是x₁ =1.10cm；x₂ =5.10cm；x₃ =11.50cm。请回答下列问题：

（1）相邻两计数点间的时间间隔是              s；
（2）小车通过计数点“2”的瞬时速度v₂ =       m/s；
（3）小车运动的加速度是a=          m/s²。

如图表示洛伦兹力演示仪，用于观察运动电子在磁场中的运动，在实验过程中下列选项错误的是

A．不加磁场时电子束的径迹是直线

B．加磁场并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周

C．保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径减小

D．保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表A₁（量程3A，内阻约0.1Ω） 电流表A₂（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）  电压表V₂(量程15V，内阻约200kΩ)
滑动变阻器R₁（阻值0 10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R₂（阻值0 1kΩ，额定电流300mA）
①该实验中，电流表应选择      （填“A₁”或“A2”），电压表应选择     （填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择       （填“R₁”或“R₂”）。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在方框中完成实验的电路图。

③ 下表是学习小组在实验中测出的6组数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点，请你画出第4组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。

	U(V)	I(A)
1	0	0
2	0.5	0.17
3	1.0	0.30
4	1.5	0.39
5	2.0	0.45
6	2.5	0.49

 

④ 若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=        W（保留两位有效数字）。（若需作图，可直接画在第③小题图中）

某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下：

A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是______．
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝__m/s²（结果保留两位有效数字）

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____．

某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，让A球仍从位置G自静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中的O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

（1）为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m_A______m_B（选填“>”、“<”或“=”）；
（2）必需选用的测量仪器有_____________（选填字母代号）
A．秒表
B．天平
C．刻度尺
D．游标卡尺
E．圆规

(10分)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k，做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小分度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L₀，弹簧下端挂一个50 g的钩码时，指针指示的刻度数值记作L₁；弹簧下端挂两个50 g的钩码时，指针指示的刻度数值记作L₂；……；挂七个50 g的钩码时，指针指示的刻度数值记作L₇.
(1)下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是____和____．
测量记录表：

代表符号	L0	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7
刻度数值/cm	1.70	3.40	5.10		8.60	10.3	12.1

(2)实验中，L₃和L₇两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中．

(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d₁＝L₄－L₀＝6.90 cm，d₂＝L₅－L₁＝6.90 cm，d₃＝L₆－L₂＝7.00 cm.请你给出第四个差值：d₄＝________＝________cm.
(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g钩码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d₁、d₂、d₃、d₄表示的式子为：ΔL＝______________，代入数据解得ΔL＝________cm.(保留三位有效数字)
(5)计算弹簧的劲度系数k＝______N/m(g取9.8 m/s²) (保留二位有效数字)

直流电动机在传感和控制中有着广泛应用．为了探究电动机的伏安特性，某同学找到一只带风扇的玩具电动机，他实验的实物示意图如图1所示，其中，图中M为电动机，电流表和电压表都视为理想电表．

①闭合电键S前，滑动变阻器R的滑动头应置于最______(填“左”或“右”)端。闭合电键S后，发现无论如何调节滑动变阻器R的滑动头，电动机都会转动，则可以判断导线_____(选填“①”， “②”，…，“⑧”)断路；
②排除故障后，测量得到电动机的U﹣I，图线如图2所示。通过图线可以求得该电动机内部线圈的电阻为______Ω；
③实验一：将电动机取下，接在一节电动势为1.50V、内阻为0.50Ω的干电池两级间，则通过电路中的电流应为_______A；
④实验二：将实验一中完全相同的三节干电池串联，接上该电动机上稳定后，该电动机消耗的功率为________W，其效率为________％(计算结果保留两位有效数字)．

(6分)我国在小型无人机的研制和应用上取得了重大进展，许多小型无人机常常采用橡皮筋弹射起飞(如图1所示)．某课外活动小组也对此{民感兴趣，大家搜集资料，最后用小车代替无人机做了如图2所示的实验．他们让被拉长的橡皮筋对光滑水平面上的小车做功，使小车由静止获得一定的速度v，并用打点计时器测出．如果增加橡皮筋的条数n，由________定理(定律)知，小车获得的速度将增大。用坐标图线表达n与v的关系时，设横轴为n，为了得到一条直线，纵轴应为______(选填“”、“”或“”)．实际上无人机起飞过程会受到空气阻力，因此用无人机做实验，得到上述坐标图线将不再是直线，其斜率将会_______(选填“增大”或“减小”)．

在“测定直流电动机的效率”实验中，用如图（a）所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
（1）请根据图（a）完成图（b）中的实物图；
 
（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电动机的电流I/A	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5	2.5
所提重物的重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5	7.0
重物上升时间t/s	1.4	1.65	2.1	2.7	∞	∞

计算电动机效率η的表达式为______________（用题目中的符号表示），第1次实验中电动机的工作效率为_______________。（保留三位有效数字）
（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是___________；可估算出电动机线圈的电阻为_____________Ω。

如图所示为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度g取10 m/s²。由图可知小球从A点运动到B点经历的时间_______(填“小于”、“等于”或“大于”)从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________ m/s。

影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
（1）他们应选用哪个电路进行实验？________

（2）实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。

U/V	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.80	3.20

根据表中数据，判断元件Z是__________材料（选填“金属”、“半导体”）；
（3）用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如图所示，则元件Z的直径是_________mm；

（4）把元件Z接入如图所示的电路中，当电阻R的阻值为2Ω时电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为3.6Ω时电流表的读数为0.80A。结合上表数据可求得电池的电动势为E=_____V，内阻为r=______Ω。

某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．
(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6 V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．
(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是(  )
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源
D．哪个先，哪个后都可以
(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x₁＝3.62 cm，x₂＝4.75 cm，x₃＝5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是______________________________________________(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是________m/s，小车的加速度是________m/s²(以上两空小数点后保留两位数字)．

为了探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验，某实验小组使用如图所示的水平气垫导轨装置进行实验。其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G₁、G₂光电门时，光束被遮挡的时间分别为t₁、t₂都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间距离为x，绳悬吊的砝码的质量为m（m远小于M），重力加速度为g。滑行器从G₁到G₂的过程中增加的动能为________________，合力对滑行器做的功为_________________。（用t₁、t₂、D、x、M、m和g表示）

光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10^－2 s和4.0×10^－3 s．用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d＝1.010 cm.

（1）滑块通过光电门1时的速度v₁＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v₂＝________m/s  (结果保留两位有效数字)．
（2）由此测得的瞬时速度v₁和v₂只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．
（3）为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t₁和t₂之外，还需要测量________．则用这些物理量计算加速度的表达式为a＝________.

LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有：

A．电流表A1(量程为0至10 mA，内阻RA1约为5Ω)

B．电流表A2(量程为0至3 mA，内阻RA2＝15Ω)

C．定值电阻R2＝1485Ω

D．定值电阻R1＝685Ω

E．滑动变阻器R(0至1 kΩ)一只
F．电压表V(量程为0至15 V，内阻R_V约为1kΩ)
G．蓄电池E(电动势为5V，内阻很小)
F．开关S一只
（1）如图所示，请选择合适的器材，电表1为      ，电表2为      ，定值电阻为        。（填写器材前的字母编号）
（2）将采用的电路图补充完整．
（3）写出测量LED灯工作时的电阻表达式R_x＝      (填字母，电表1读数用a表示，电表2读数用b表示。)，当表达式中的电表读数______(选填“a”或“b”)达到______，记下另一电表的读数代入表达式，结果为LED灯正常工作时电阻．