高中物理实验题

二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性．某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极：当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断______ （填“左”或“右”）端为二极管的正极．
（2）实验探究中他们可选器材如下：
A．直流电源（电动势3 V，内阻不计）           B．滑动变阻器（0～20 Ω）
C．电压表（量程15 V、内阻约80 kΩ）           D．电压表（量程3 V、内阻约50 kΩ）
E．电流表（量程0.6 A、内阻约1 Ω）             F．电流表（量程50 mA、内阻约50 Ω）
G．待测二极管                              H．导线、开关
为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________．（填序号字母）
（3）实验中测量数据如下表，请在下图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.

电流 I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0
电压 U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50

（4）同学们将该二极管与阻值为10 Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.

某同学对有故障的电热毯进行探究，图（a）是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接，图（b）为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表和电流表均可视为理想电表。

（1）断开K₁，用测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U-I曲线如图（c）所示。可求得此电热线的电阻为       Ω。
（2）在答题卷虚线框内画出与图（b）对应的电路原理图。
（3）为了进一步检查故障，该同学闭合开关K₁和K₂，用表笔A和B分别对图（a）中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在       （在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项）。

测试点	3和3′	1和1′	1和3	1和2′	2′和3′
电表指针有无偏转	电压表	有	有	无	有	无
电流表	无	有	有	无	有

 

某同学欲用下列器材测量一电阻丝的电阻R_x ：电源E、电流表、电压表各一只、滑动变阻器R、电阻箱R_p、开关、导线若干．他设计的电路图如图（a）所示．

A．请按电路图在实物图（b）上连线（要求闭合S1前，滑动变阻器的滑动触头P处于正确的位置）；

B．考虑到电流表、电压表是非理想电表，他进行了如下的实验步骤，请补充完整：先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表指针均有合适偏转，记下此时两表示数分别为I1、U1；保持的阻值不变，再闭合S2，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2．

C．写出被测电阻Rx的表达式：Rx =（用I1、U1、I2、U2表示）．

D．此实验中电流表、电压表是非理想电表，被测电阻的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”） ．

E．用图（a）电路            测出电压表的内阻（填“不能”或“能”）．

（1）如图所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图。图中小车A的质量为m₁，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上，重物p的质量为m₂ ， C为测力传感器，实验时改变p的质量，可以读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

①为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须先    （填“挂”或者“不挂”）重物p，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列          的点。
②下列说法正确的是
A．电火花打点计时器应接4-6V低压交流电源
B．实验时应先接通电源后释放小车
C．实验中m₂应远小于m₁
D．测力计的读数始终为 
③下图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出。从图中读出AB两点间距s=__________cm；

④由此可求得小车的加速度的大小是       。（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）
（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：
A．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）   B．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω）
C．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）    D．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）
E．滑动变阻器（10Ω，1A）            F．滑动变阻器（1kΩ，300mA）
①除电源、开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用  　 （填字母代号）。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图左所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的导线是      　（填字母代号）。

③该同学在实验中测得多组数据并描点如图所示，请在格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
④若小灯泡的电功率为P，则图中的图线可能正确的是 　　 。

（1）某同学通过实验探究热敏电阻阻值随温度的变化规律，他得到
了该热敏电阻的伏安特性曲线如左下图所示，由图可知，热敏电阻的阻值随通过电流的增大升温而________。（填变大或变小）
（2）他将这个热敏电阻接入如下右图所示的电路中，已知电源电压为9V，R₁＝30Ω，内阻不计的毫安表读数为500mA，则R₂的阻值为________Ω。

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到　  　。(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)；
（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R₀＝10Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是　  　　． (填“1”或“2”)；

方案编号	电阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

（3）根据实验数据描点，绘出的－R图像是一条直线，若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝　   　　　，内阻r＝　　  　　。（用k、b和R₀表示）．

在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛初速度的为v₀=          m/s(g=10m/s²),到达b点时的瞬时速度大小为v_b=             m/s。（保留两位有效数字）

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，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．本实验必须测量的物理量有________．

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H；
B．小球a、b的质量分别为m_a、m_b；
C．小球a、b的半径r；
D．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间；
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC；
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h.

（1）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W₀、2W₀、3W₀、4W₀……
①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是       (填写字母代号) 。
A.为了释放小车后小车能做匀加速运动
B.为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.为了使小车获得较大的动能
②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v_m=     m/s（保留3位有效数字）。

③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度v_m的数据，并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的是    。

（2）用图甲所示的电路，

测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
双量程电流表：A（量程0～0.6A，0～3A）；
双量程电压表：V（量程0～3 V，0～15 V）；
滑动变阻器：R₁（阻值范围0～10Ω，额定电流2A)
R₂（阻值范围0～100 Ω，额定电流1A)
①为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为      A，电压表的量程为       V，应选用滑动变阻器       (填写滑动变阻器符号)。
②根据图甲将图乙中的实物正确连接，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线。

③通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图丙中画出了U－I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=   V（保留3位有效数字），内电阻r=     Ω（保留2位有效数字）。    
④引起该实验的系统误差的主要原因是     。   
A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大

欧姆表内部含有电源，某同学利用下列实验器材测量欧姆表的内阻和内部电源的电动势，实验器材的规格如下：
电流表A₁（量程为200μA，内阻为300）
电流表A₂（量程为300 mA，内阻约为5）
定值电阻R₀（阻值为9700 ）
滑动变阻器R（0～50）
开关和若干导线
（1）根据以上实验器材，把本实验的电路原理图画在下面的虚线方框中。

（2）利用上述实验电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A₁和A₂的示数分别为I₁和I₂．多次改变滑动触头的位置，得到如下实验数据。在如图所示的坐标纸上作出I₂-I₁图线。

I1（μA）	120	125	130	135	140	145
I2（mA）	20.0	16.7	13.2	10.0	6.7	3.3

（3）根据所作图线得到欧姆表内部电源的电动势为_____V，内电阻为______．（结果保留三位有效数字）
（4）若把该欧姆表红黑表笔短接，通过欧姆表的电流大小为____A．（保留三位有效数字）

如图所示为测量倾斜气垫导轨上滑块加速度的实验，A、B为气垫导轨上的两个光电门，当滑块从气垫导轨一端匀加速滑下，滑块上的挡光片通过光电门时，可通过连接在光电门上的电子仪器记录时间。

（1）若用一螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图所示，读数为d =______cm；
（2）若某次测得挡光片通过光电门A的时间为t₁，从A到B的时间为t，挡光片通过光电门B的时间为t₂，利用所测得的物理量来表达滑块加速度，则其表达式为a = _____________。（用题设中各物理量符号表示）

一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：

A．弹簧测力计一个	B．精确秒表一只
C．天平一台（附砝码一套)	D．物体一个

为测定该行星的质量M和半径R，宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量，依据测量数据可以求出M和R（已知引力常量为G)．
（1)绕行时测量所用的仪器为________（用仪器的字母序号表示)，所测物理量为________．
（2)着陆后测量所用的仪器为________，所测物理量为___   _____．用测量数据求该星球半径R＝________.

现要测定一电压表的内阻R_y的值。实验室提供了如下的器材：
A. 待测电压表V（量程3V，内阻r₁约几kΩ）
B. 电流表A（量程5mA，内阻约10Ω）
C. 电阻箱R₀（0—9999.9Ω）
D. 滑动变阻器R₁（50Ω,100mA)
E. 滑动变阻器R₂（3kΩ，2mA)
F. 电源E（电动势4V，内阻可忽略不计）
G. 开关S及导线若干

①先用多用电表粗测电压表内阻，选择电阻率倍率____，将两表笔短接，进行欧姆调零，再使两表笔接触电压表的正负接线柱，读数如图甲所示，则其阻值为____Ω。
②为了减小实验误差，要求实验过程中使用的电表指针偏转超过其量程的一半，四位同学分别设计的实验电路如图乙所示。最适合的是_______，电路中的滑动变阻器R应选用___
（选填“R₁”或“R₂”）。实验过程中需要测量的物理量及对应的符号是____，用测得的物理量计算电压表V内阻的表达式是R_y_____。

实际电流表有内阻，测量电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：①待测电流表（，内阻约300Ω），②电流表 （，内阻约100Ω），③定值电阻（300Ω），④定值电阻（10Ω），⑤滑动变阻器（Ω），⑥滑动变阻器（Ω），⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干。
（1）定值电阻应选       ，滑动变阻器应选       。（在空格内填写序号）
（2）对照电路图用笔连线连接实物图。

（3）补全实验步骤：
①按电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最 （填“左端”或“右端”）
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录和的读数和；
③多次移动滑动触头，记录和的读数和；
④以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。

（4）根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式              。

在研究性课题的研究中，小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻R_x（阻值约2 k ），二是手机中常用的锂电池（电动势E的标称值为3．4 V）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程4V，内阻R_v约10 k）
B．电流表A₁（量程100 mA，内阻约5 ）
C．电流表A₂（量程2 mA，内阻约50 ）
D．滑动变阻器R（0～40 。额定电流1 A）
E．电阻箱R_o（0～999．9 ）
F．开关S-只、导线若干
①小刚采用伏安法测定R_x的阻值，他使用的电是待测的锂电池。图甲是他连接的部分实验器材，请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是   （选填“A₁”或“A₂”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值    真实值（填“大于”或“小于”）；
②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。

a．小聪的实验操作是：闭合开关S．调整电阻箱的阻值为R₁时，读出电压表的示数为U_l；调整
电阻箱的阻值为R₂时，读出电压表的示数为U₂。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其
表达式为E=          ；
b．小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（见图丙）。则该图像的函数表达式为          ，由图丙可知该电池的电动势E=        V、内阻r=____。