高中物理实验题

学校开展研究性学习，某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了如图示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处，杆由水平位置静止释放，用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度v_A，并记下该位置与转轴O的高度差h．

（1）该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图为     mm．
（2）调节光电门在圆弧上的位置，测得多组数据如表格所示．

组次	1	2	3	4	5
h/m	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
vA（m/s）	1.73	2.12	2.46	2.74	3.00

 
请选择适当的数据处理方法，猜想并写出v_A与h的函数关系等式     ．
（3）当地重力加速度g取10m/s²，不计一切摩擦，结合你找出的函数关系式，根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式E_K=    （请用数字、质量m、速度v_A表示）．
（4）为了减小空气阻力对实验的影响，请提出一条可行性措施     ．

在研究匀变速直线运动的实验中，小明正常进行操作，打出的一条纸带只有三个清晰的点。标记为0、1、2，则纸带的加速度为__________；而P点是纸带上一个污点，小明想算出P点的速度，你认为小明的想法能否实现？你认为不能实现，请说明理由；若能实现请算出P点的速度____________________。（如图是小明用刻度尺测量纸带时的示意图。）

某同学设计了一个如图所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块，B和C是质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦．实验中该同学在砝码总质量（m＋m′＝m₀）保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数．

（1）该同学手中有电磁打点计时器、纸带、10个质量均为100克的砝码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有 （　　）．
A．秒表          B．毫米刻度尺          C．天平          D．低压交流电源
（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为A、B、C、D、E、F，各计数点到O点的距离为OA＝1.61 cm，OB＝4.02 cm，OC＝7.26 cm，OD＝11.30 cm，OE＝16.14 cm，OF＝21.80 cm，打点计时器打点频率为50 Hz，则由此纸带可得到打E点时滑块的速度v＝______m/s，此次实验滑块的加速度a＝_____m/s².（结果均保留两位有效数字）

（3）在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝_______.（g取10 m/s²）

某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器， 该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m₀的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

请完成对该物体质量的测量。
（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．

某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：

A．电源E（3 V，内阻约为1 Ω）
B．电流表A_l（0．6 A，内阻r₁＝5Ω）
C．电流表A₂（0．6 A，内阻r₂约为1 Ω）
D．开关S，定值电阻R₀
（1）为了比较准确地测量电阻R_x的阻值，请完成虚线框内电路图的设计。
（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，记下电表读数，A₁的读数为I₁，A₂的读数为I₂，得R_x＝______________（用字母表示）。
（3）改变力的大小，得到不同的R_x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R_x值，最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x＝______________。（各物理量单位均为国际单位）

（4）定值电阻R₀的阻值应该选用________________。
A．1 Ω             B．5 Ω            C．10 Ω            D．20 Ω

现提供如下器材，请你较准确的测定电流表A1的内阻。
电流表A1(量程300 mA，内阻约为5Ω)；
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)；
定值电阻R0 (5Ω)；
滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为1 A)；
滑动变阻器R2(0～250Ω，额定电流为0.3 A)；
电源E(电动势3V，内阻较小)，导线、开关若干。

①要求电流表A₁的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差。在如图所示虚线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号。
②若选测量数据中的一组来计算电流表A₁的内阻，则所用电流表A₁的内阻表达式为r₁ =      ；式中各符号的意义是　　　　　            　　　　　　    。

某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律，他设计一个利用称体重的磅秤来进行测量和研究的方案：
①把磅秤平放在电梯的地板上，他站在磅秤上，请两位同学协助他观察磅秤示数的变化情况，并记录电梯运行时不同时刻磅秤的示数．
②将两位同学随机记录的7个数据列表．由于不知记录时刻的先后，故表格数据按从小到大的次序排列，并相应标明t₁、t₂…t₇．（记录时电梯作平稳运动）
观察
次数   时刻   磅 秤
读数（N）
1    t₁    449
2    t₂    450
3    t₃    450
4    t₄    549
5    t₅    550
6    t₆    551
7    t₇    551
③对实验数据进行分析研究，了解电梯的运行情况，并粗略测 定电梯的加速度．
思考回答下列问题：
（1）在测量时该学生所受的重力将　   　（填“变大”、“变小”、“不变”）
（2）如果先记录到的是较小的示数，后记录到的是较大的示数，则记录时电梯相应的运动可能是（　　）
A．先加速下降后减速下降         B．先减速下降后匀速下降
C．先匀速上升后减速上升         D．先减速上升后加速上升
（3）如果电梯在运行过程中经历过匀加速、匀速和匀减速三个过程，而两位同学记录的数据不知处于哪一运动阶段，则此电梯加速度的可能值为（　　）
A．1.0m/s²   B．1.82m/s²   C．2.22m/s²    D．2.50m/s²
（4）由于每部电梯运行时加速度都是设定好的，如果要知道该高楼电梯的加速度，还需要测定的物理量是　   　．

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）在该实验中，电流表应选择　   　（选填“A₁”或“A₂”），电压表应选择　   　（选填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择　   　（选填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同学用导线a、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在图乙方框中完成实验的电路图．

（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为　   　．
（4）由于电表内电阻的影响，本实验中电压表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）小灯泡两端的电压，电流表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）流过小灯泡的电流；电压表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响，电流表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响．

某同学利用如图甲所示电路来测量电阻R_x的阻值。将电阻箱接入a、b之间，闭合电键。适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变。依次改变电阻箱的阻值R，读出相应电压表的示数U，得到如图乙所示的U－R图像。
        
（1）用待测电阻R_x替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用U－R图像可得R_x=_______Ω。
（2）若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组，其内阻可忽略不计，根据U－R图像可得该电池组的电动势为_______V；滑动变阻器R′此时的阻值为R′=_______Ω。
（3）电池使用较长时间后，电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和U－R图像测定某一电阻，则测定结果将_______(选填“偏大”、“偏小”)。为了消除这一因素造成的影响，现找来一只阻值为10Ω的定值电阻换接在a、b之间，则应________（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R′的阻值，并使电压表的示数为________V。经过这样调节之后，只要保持滑动变阻器R′阻值不再变化，仍可利用本实验装置，用待测电阻R_x替换定值电阻，利用U－R图像实现对待测电阻R_x的准确测定。

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，作出乙图所示的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?
答：          。

A．1Ω     B．5Ω    C．10Ω    D．20Ω

图甲为对某一热敏电阻测量得到的I-U关系曲线图。已知电源电动势恒为6V，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，电压表V的内阻约为10kΩ，电流表A的内阻约为0.1Ω，热敏电阻的符号为，开关一个，导线若干。

（1）请在方框内画出热敏电阻的伏安特性曲线的实验电路原理图（用题目给出仪器的符号表示）。
（2）若由题中给出的电源、热敏电阻、电流表，再用一定值电阻R0组成如图乙所示电路，电流表读数为20mA，由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻电阻两端的电压为_______V，R0值为_______Ω.
（3）如图乙中，热敏电阻的功率是__________W；若再将一个同样的定值电阻R0与热敏电阻串联接入电路，则热敏电阻的功率为_________W（保留两位有效数字）。

有以下可供选用的器材及导线若干，要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．
A．待测电流表：满偏电流约700～800 A、内阻约l00、刻度均匀、总格数为N.
B．电流表：量程0.6A、内阻0.1．
C．电压表：量程3V、内阻3k．
D．滑动变阻器：最大阻值200．
E．电源：电动势3V、内阻1.5．
F．开关一个．
（1）在虚线框内画出实验电路图，并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．

（2）测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流=___________，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是____________
_______________________________.

高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用闪光照相拍摄小球在空中的位置，如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm，如果取g＝10m/s²，那么：

（1）照相机的闪光周期是　　　s；
（2）小球运动中水平分速度的大小是　　　　m/s；
（3）小球经过B点时的速度大小是　　　　m/s。

某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U-R关系图象。
（2）用待测电阻R_x替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用（1）中测绘的U-R图象可得R_x="_________" Ω。

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。

（1）将质量为5kg的铅球（可视为质点）从距沙坑表面1.25m高处由静止释放，从铅球接触沙坑表面到陷入最低点所历经的时间为0.25s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²。则铅球对沙子的平均作用力大小为          N，方向          。
（2）① 用多用电表的欧姆挡测量阻值时，选择倍率为欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如图所示，该电阻的阻值约为           ；

②下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（      ）

A．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果

B．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

C．测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开

D．欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变。

③用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接端，红表笔接端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明       （填“”或“”）端是二极管正极。
（3）在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在      条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为     m/s²（保留两位有效数字）

（4）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=________________mm，d=__________mm。