高中物理实验题

在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中， 同学们从实验室选择了一个标有“12V  6W”字样的灯泡, 实验器材如下：
电流表A₁（量程300 mA，内阻约为3Ω）；      电流表A₂（量程600 mA，内阻约为1Ω）；
电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；        滑动变阻器R₁(0～5Ω，额定电流为5 A)；
滑动变阻器R₂ (0～50Ω，额定电流为0．01 A)； 电源E(电动势15 V，内阻较小)；
单刀单掷开关一个、导线若干。
（1）实验器材中，电流表应该选择       ，滑动变阻器选择       。（请选填仪表的符号）
（2）画出符合实验要求的实验电路图。
（3）描绘的伏安特性曲线如图1所示，若选取2个这样的灯泡并联，再与一个阻值为8Ω的定值电阻串联，接在电动势10V，内阻2Ω的电源两极，如图2所示，则每个灯泡消耗的电功率            。（请保留三位有效数字）

在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．

用油膜法估测分子的大小，方法及实验步骤如下：

①向体积V_油＝0.6 mL油酸中加酒精，直至总量达到V_总＝1000 mL.
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝80滴时，测得其体积恰好是V₀＝1 mL.
③先往边长30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将___________ 均匀地撒在水面上．[来④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸在水面上尽可能散开，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状．
⑤描出的轮廓如图所示，已知每个小正方形的边长l＝10 mm，数出轮廓范围内正方形的个数，可以算出油酸膜的面积.
根据以上信息，回答下列问题
（1）完成步骤③中的填空；步骤④中要让油膜尽可能散开的原因是             
（2）油酸膜的面积是_____ cm²；
（3）实验测出油酸分子的直径是________m；（最后一空计算结果保留两位有效数字）

某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车Ａ运动，小车Ｂ静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图１，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车Ａ，使Ａ获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50Hz。

（1）实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选_______ 段计算A的碰前速度；应选_________ 段计算A和B碰后的共同速度（选填：“BC”、“CD”或“DE”）。
（2）已测得小车A的质量m₁=0.20kg，小车B的质量m₂=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=___________kg·m/s ；碰后总动量=__________ kg·m/s。(计算结果保留两位有效数字)

（1）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，当单摆做简谐运动时，用秒表测出单摆做n次（一般为30次～50次）全振动所用的时间t，算出周期；用米尺量出悬线的长度L，用游标卡尺测量摆球的直径d，则重力加速度g＝______（用题中所给的字母表达）．
（2）将一单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（单摆摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图①所示的F－t图像．然后使单摆保持静止，得到如图②所示的F－t图像．那么：
①此单摆的周期T为__________s；②设摆球在最低点时E_p＝0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是_________    （用字母表示）．

如图所示，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O.

接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．
① 对于上述实验操作，下列说法正确的是________
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
② 上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________．
A．A、B两点间的高度差h₁
B．B点离地面的高度h₂
C．小球1和小球2的质量m₁、m₂
D．小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失．
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l₁、l₂、l₃.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)．

某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，
设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：

（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。
（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。
①该实验中，M和m大小关系必需满足M _____ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_________(选填“相
同”或“不同”)
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“”、“”或“”)
图线。
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为__________（用题给的已知量表
示）。

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形电池（电动势9V左右)。为了测定该方型电池的电动势E和内电阻r，实验室中提供如下器材：
A．电流表A₁(满偏电流10mA，内阻R_A1="10" Ω)
B．电流表A₂(0～0.6 A，内阻未知)
C．滑动变阻器R₀(0～100 Ω，1 A)
D．定值电阻R(阻值990 Ω)
E．开关与导线若干
①根据现有的实验器材，设计一个电路，较精确测量该电池的电动势和内阻，请在虚线框中画出电路图
②请根据你设计的电路图，写出电流表A₁的示数I₁与电流表A₂的示数I₂之间的关系式：I₁=             

③下图为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I₁－I₂图线，由图线可以求出被测方形电池的电动势E＝        V，内阻r＝       Ω。(结果保留两位有效数字)

在“利用单摆测重力加速度”的实验中
①测得摆线长，小球直径D，小球完成n次全振动的时间t，则实验测得的重力加速度的表达式g＝      ；
②实验中如果重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是             。

A．把摆线的长度当成了摆长

B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线变长

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间

D．摆球的质量过大

③为了减少实验误差，可采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T²—L图象，如图所示。若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g=             。

测一节干电池的电动势E和内阻r。某同学设计了如图a所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。

（1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到            （选填“a”或“b”）端。
（2）闭合开关S₁，S₂接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。
（3）重复（1）操作，闭合开关S₁，S₂接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。
（4）建立U—I坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S₂接位置1、2时图象如图b所示。
① S₂接1时的U—I图线是图b中的              （选填“A”或“B”）线。
② 每次测量操作都正确，读数都准确。由于S₂接位置1，电压表的分流作用，S₂接位置2，电流表的分压作用，分别测得的电动势和内阻与真实值不相等。则由图b中的A和B图线，可得电动势和内阻的真实值，E=             V，r=             Ω。

某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G（量程为1mA、内阻约为100Ω）的内阻。实验室中可供选择的器材有：
电流表A₁：量程为3mA 内阻约为200Ω；
电流表A₂：量程为0.6A 内阻约为0.1Ω；
定值电阻R₁：阻值为10Ω；
定值电阻R₂：阻值为60Ω；
滑动变阻器R₃：最大电阻20Ω，额定电流1.5A；
直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω；
开关，导线若干。
（1）为了精确测量电流表G的内阻，你认为该小组同学应选择的电流表为__________，定值电阻为____________。（填写器材的符号）
（2）在方框中画出你设计的实验电路图。

（3）按照你设计的电路进行实验，测得电流表A的示数为I₁，电流表G的示数为I₂，则电流表G的内阻的表达式为r_g=______________。

某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。

(1)根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度v_A、v_B，其中v_A＝________m/s。(结果保留两位有效数字)
(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功W_AB，还应测量的物理量是________。(填入物理量前的字母)

A．木板的长度l

B．木块的质量m1

C．木板的质量m2

D．重物的质量m3

E．木块运动的时间t
F．AB段的距离x_AB
(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式W_AB＝________________。（用v_A、v_B和第(2)问中测得的物理量的字母表示）

某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此验证小车的运动符合动能定理。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等，组装的实验装置如右图所示。

(1)为使细线对小车的拉力可认为是小车受到的合力，除了要让细线与长木板平行，实验中还需进行的操作步骤是______________________；而实验中并没有测量力的装置，所以只能认为细线中的拉力大小等于钩码的重力，要这样认为的话，该实验必须保证的是_____________________。

(2)如上图为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为__________。

某同学用图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：

（1）在安装实验器材时斜槽的末端应     ．
（2）小球a、b质量m_a、m_b的大小关系应满足m_a     m_b，两球的半径应满足r_a     r_b（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的     点和     点．
（4）在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的     ．
A．m_a=m_a+m_b    B．m_a=m_a+m_b    C．m_a=m_a+m_b．

2013年5月10日，中国海军首只舰载航空兵部队正式组建，这标志着我国航母部队战斗力建设进入新的发展阶段。般载机在航母上的安全起降是舰载航空兵实现战斗力的保证。设有一总质量2×10⁴kg的舰载机在航母甲板着舰区阻拦着舰，为保证一旦着舰失败能再次起飞，阻拦过程中舰载机的发动机保持2×10⁵N的水平总推力。设舰载机以70m/s的水平速度准确钩住BC间阻拦索中点后，垂直于BC沿直线滑行60m至A处停稳，BC间距40m,如右图所示。着舰过程甲板保持水平，忽略摩擦与空气阻力。求：

（1）舰载机在A处停稳后，关闭发动机前阻拦索AB对舰载机的拉力；
（2）着舰过程中阻拦索对舰载机所做的功。