高中物理实验题

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为
“3.8V 0.3A”，除了开关、导线外，还有如下器材：
电压表V: 量程0～5V，内阻约5k
电流表A₁：量程0～500mA，内阻约0.5
电流表A₂：量程0～100 mA，内阻约4
滑动变阻器R₁：最大阻值10，额定电流2.0A
滑动变阻器R₂：最大阻值100，额定电流1.0A
直流电源E:电动势约6V，内阻约0.5
（1）上述器材中，电流表应选       ，滑动变阻器应选       ．（填器材符号）
（2）在电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，闭合开关后，发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为       （用图中给出的导线符号表示）．

（3）通过实验得出了小灯泡的I-U图线如图乙，可知在小灯泡上的电压为2.0V时，小灯泡的电阻是
   ．
（4）如果把该小灯泡直接接在电动势是2V、内阻是8的电源上组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为
      A

如图所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在l条橡皮筋 的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W…。

（1）图中电火花计时器的工作电压是________V；
（2）实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是________；
（3）图中小车上有一固定小立柱，下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是________；

（4）在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图所示。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答），小车获得的速度是________m/s。(计算结果保留两位有效数字）

如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t₀金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g.

（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；
（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x₁位置时停下来，
a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
b. 通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为
“3.8V 0.3A”，除了开关、导线外，还有如下器材：
电压表V: 量程0～5V，内阻约5k
电流表A₁：量程0～500mA，内阻约0.5
电流表A₂：量程0～100 mA，内阻约4
滑动变阻器R₁：最大阻值10，额定电流2.0A
滑动变阻器R₂：最大阻值100，额定电流1.0A
直流电源E:电动势约6V，内阻约0.5
（1）上述器材中，电流表应选       ，滑动变阻器应选       ．（填器材符号）
（2）某同学已连接如图甲所示的电路，在闭合开关前，检查发现有一处不当之处，请指出并说明如何改正．                                                  ．

（3）不当之处改正后，在电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，闭合开关后，发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为       （用图中给出的导线符号表示）．
（4）通过实验得出了小灯泡的I-U图线如图乙，可知在小灯泡上的电压为2.0V时，小灯泡的电阻是   ．
（5）如果把该小灯泡直接接在电动势是2V、内阻是8的电源上组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为      A

在“探究求合力的方法”的实验中，王同学用了两个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计来测量拉力，实验之前他先检查了弹簧测力计，然后进行实验：将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置0，记录下O点的位置和拉力F₁、F₂的大小及方向；然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，仍将结点拉到O点，再记录拉力F的大小及方向；然后取下白纸作图，研究合力与分力的关系，
（1）实验前对弹簧测力计进行检查，下列哪些检查是必需的？       
A．将弹簧测力计放在桌面上，进行调零
B．将弹簧测力计竖直放置，进行调零
C．将弹簧测力计用力拉，看是否能达到最大量程
D．将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同
（2）下图是王同学研究合力与分力关系时在白纸下画出的图，根据物理上作图要求和规范，请指出图中存在的四种错误，

①                                        ；
②                    ；
③                    ；
④                    .
（3）在实验之余，王同学又将两弹簧测力计竖直互钩对挂，如右图所示，发现上面弹簧测力计的读数大于下面弹簧测力计的读数，倒置后也是如此，产生这种现象的原因是    ．

A．弹簧测力计外壳的重力
B．弹簧自身的重力
C．弹簧测力计只能水平测力
D．两挂钩之间的作用力不同

某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率.
(1).用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径，如图所示，则其长度L=        mm，直径d=      mm。

(2)该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。他将红黑表笔分别插入“+”、“—”插孔中，将选择开关置于“×l”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度较小，如图甲所示。试问：

①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“        ”档位置。
②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“”处，如图乙所示，那么他该调节      直至指针指在“”处再继续实验，结果看到指针指在如图丙所示位置。
③现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：

A．灵敏电流计G(量程200，内阻300)

B．电流表A(量程3A，内阻约0.3)

C．电压表V1(量程3V，内阻约3k)

D．电压表V2量程l5V，内阻约5k)

E．滑动变阻器R₁(最大阻值为10)
F．最大阻值为99.99的电阻箱R₂
以及电源E(电动势4V，内阻可忽略)、电键、导线若干
为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有         。请在下面的方框中画出你设计的电路图。

为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌子右端M对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的P点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出末端N与桌子右端M的距离为L,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的Q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力。

(1).实验还需要测出的物理量是(用代号表示):         。

A．滑槽的高度h

B．桌子的高度H

C．O点到P点的距离d1

D．O点到Q点的距离d2

E.滑块的质量m
(2).写出动摩擦因数μ的表示式是μ=     。

（1）“验证力的平行四边形定则”实验中，部分实验步骤如下，请完成有关内容：

A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：       、       、       ；
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使           ，记录                        ；
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα∶cosβ＝         ；
⑶用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是     。
A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
D．用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好

在地面附近的真空中，存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场，如图甲所示．磁场的磁感应强度B（图像中的B₀末知）随时间t的变化情况如图乙所示．该区域中有一条水平直线MN，D是MN上的一点．在t＝0时刻，有一个质量为m、电荷量为＋q的小球(可看做质点)，从M点开始沿着水平直线以速度v₀向右做匀速直线运动，t₀时刻恰好到达N点．经观测发现，小球在t＝2t₀至t＝3t₀时间内的某一时刻，又竖直向下经过直线MN上的D点，并且以后小球多次水平向右或竖直向下经过D点．不考虑地磁场的影响，求：

(1)电场强度E的大小；(2)小球从M点开始运动到第二次经过D点所用的时间；
(3)小球运动的周期，并画出运动轨迹(只画一个周期)．

为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。
（1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表,根据表中已知数据,在右图的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0 1x时的电阻约为    kΩ。


（2）如图所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在       (填“AB” 或“BC” )之间,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件。
（3）用多用电表“×10Ω”挡,按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图所示，则线圈的电阻为____Ω 。已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合。图中直流电源的电动势E=6V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:R_l(0~10Ω ,2A)、R₂(0~200Ω ,1A)、R₃(0~1750Ω ,0.1A)。要求天色渐暗照度降低至l.0 lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择 ___(填R₁、R₂、R₃)。为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地____(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。

某学习小组利用自行车的运动“探究克服阻力做功与速度变化的关系”．人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示．在此过程中，阻力做功使自行车的速度发生变化．设自行车无动力后受到的阻力恒定．

(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车，为了计算自行车的初速度v，除了需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s，还需要测量____________ (填写物理量的名称及符号)．
(2)设自行车受到的阻力恒为f，计算出克服阻力做的功W及自行车的初速度v.改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到多组测量值．以阻力对自行车做功的大小为纵坐标，自行车初速度为横坐标，作出W－v曲线．分析这条曲线，就可以得到克服阻力做的功与自行车速度变化的定性关系．在实验中作出W－v图象如图所示，其中符合实际情况的是______．

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

（1）将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离S=__________cm；
（2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间△t₁和△t₂，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是___________；
（3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？_________（填“是”或“否”）

在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
(Ⅰ)这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．
(Ⅱ)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m³， 求得的油膜分子直径为____________m．(结果全部取2位有效数字)

某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，部分步骤如下：
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图甲、乙所示，长度为       mm，直径为         mm。

（2）选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为             ；
（3）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：
电流表A₁(量程300mA，内阻约为2)；
电流表A₂(量程l50mA，内阻约为10)；
电压表V₁量程lV，内阻1000)；
电压表V₂(量程l5V，内阻约为3000)；
定值电阻=1000；
滑动变阻器(最大阻值5)；
滑动变阻器(最大阻值l000)；
电源(电动势约为4V，内阻约为1)；
开关，导线若干。

为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的1/3，电压表应选    ，电流表应选    ，滑动变阻器应选     。(均填器材代号)
根据你选择的器材，请在图丙所示的线框内画出实验电路图。

太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I—U特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。  

(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图________(填“a”或“b”)。
(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I—U图像。由图可知，当电压小于2 00V时，太阳能电池板的电阻_________(填“很大”或“很小”)：当电压为2 80V时，太阳能电池板的电阻为_________。

(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为___________V 若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是___________％。(结果保留三位有效数字)