高中物理实验题

Ⅰ一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D……为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）

①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．
（1）用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的直径d为       cm；
（2）由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为         rad/s；
（3）纸带运动的加速度大小为       m/s²，
Ⅱ．测一阻值约1Ω的电阻丝R_x的阻值。为较准确测量，要求多测几组数据。
实验室供选择的器材有：
电源E：电动势约1．5V，内阻可忽略
电流表A₁：量程0～0．2A，内阻约0．5Ω
电流表A₂：量程0～0．01A，内阻约0．05Ω
电压表V₁：量程3．0V，内阻非常大
电压表V₂：量程15．0V，内阻非常大
滑动变阻器R：0～10Ω
电阻箱R_０：0～99．99Ω
电键S与导线若干
（1）某实验小组的同学设计了如上页图所示的电路图来测量R_x，该电路有不妥或不符合要求之处，请指出其中的两处：
①                                   ；
②                                   。

（2）请将你设计的测量电路图在方框内，并标明所选器材符号。用测得的物理量计算R_x的公式是R_x=            ；式中各物理量的物理意义是                          
                        。

用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8 V，内阻r约为30 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40 mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表A（量程为0.05 A.内阻约为0.2 Ω）
B．电压表V（量程为6 V、内阻为20 kΩ）
C．定值电阻R₁（阻值为100 Ω、额定功率为1 W）
D．定值电阻R₂（阻值为200 Ω、额定功率为1 W）
E．滑动变阻器R₃（阻值范围为0～10 Ω、额定电流为2 A）
F．滑动变阻器R₄（阻值范围为0～750 Ω、额定电流为1 A）
G．导线和单刀单掷开关若干
（1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选________；滑动变阻器应该选________。（填写器材名称）
（2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数。取得多组数据，作出了如图所示的图线。根据图线得出该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。（结果保留两位有效数字）

(6分)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的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G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△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，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位?答：                                           ．
（2）若取M="0.4" kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是       ．
A．m₁="5" g        B．m₂="15" g      C．m₃="40g  "       D．m₄="400" g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
       (用△t₁、△t₂、D、S表示)

为了测量某一未知电阻R_x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A，内阻约0. 5Ω）、滑动变阻器（0~15Ω，2A）、电源（E=3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验。

①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐；

②图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______端（选填“a”、“b”）。
③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在 坐标系中描出坐标点，请你完成U-I图线；

④根据U-I图可得，该未知电阻的阻值R_x=______。（保留两位有效数字）
⑤由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值_____________ R_x的真实值（填“>”、“<”或“=”）。
⑥利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由      
                                                                         。

某实验小组同学研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如下表格中的数
据：

U（V）	0	0.9	2.4	3.6	5.4	7.2	10.2	14.4
I（mA）	0	45	120	170	210	230	250	265

 
（1）请在图甲的坐标纸上用描点法画出电流与电压的关系图线．

 

（2）实验用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表，电流表，开关及导线若干．请在图乙中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整．
（3）由图线可看出：该白炽灯的电阻随电压的增大而_________（选填“增大”或“减小”）；根据实验数据及图线可推测：如果灯两端电压增大到20V（灯未被烧坏），那么通过灯的电流（  ）
A．一定大于390mA                                       B．一定大于350mA
C．一定大于310mA           D．一定小于310mA

某实验小组选用下列器材探究“热敏电阻R_t(常温下阻值约为)的温度特性”，要求实验过程中加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大。

A．电流表A1(量程100mA，内阻约)

B．电流表A2(量程0.6A，内阻约)

C．电压表V1(量程3.0V，内阻约)

D．电压表V2(量程15.0V，内阻约)

E．滑动变阻器R(最大阻值为)
F．滑动变阻器R’(最大阻值为)
G．电源E(电动势15V，内阻忽略)
H．开关、导线若干、烧杯、水和温度计

(1)电流表应选____；电压表应选____；滑动变阻器应选____。(填写器材前面的字母代号)
(2)将实物图中所缺的导线在答题卡中补接完整．
(3)实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于__端(填“a”或“b”)．
(4)实验中测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的R_t—t图象的实测曲线与理论曲线如图所示。则R_t—t图象的实测曲线是______(填“①”或“②”)。

(11分)从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A₁的内阻r₁，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。

器材(代号)	规格
电流表(A1)	量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω)
电流表(A2)	量程500 μA、内阻r2="750" Ω
电压表(V)	量程10 V、内阻r3="10" kΩ
电阻(R1)	阻值约为100 Ω
滑动变阻器(R2)	总阻值约为50 Ω
电源(E)	电动势1.5 V、内阻很小
开关(S)、电线若干

 
①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图，其中符合实验要求的是（   ）

②请简要说明你选择原理图的理由                          。
③若选测量数据中的一组来计算r₁，则所用的表达式为r₁=　　　　，式中各符号的意义是　                        。

某同学设计了如图所示的电路，该电路能够测量电源 E 的电动势和内电阻 r ，E′是辅助电源. A 、 B 两点间有一灵敏电流计G.

（1）补充下列实验步骤:
①闭合开关，________使得灵敏电流计的示数为零，这时，的关系是____，即A、B相当于同一点，读出电流表和电压表的示数和，其中就是通过电源E的电流.
②改变滑动变阻器的阻值，重新使得________，读出________.
（2）写出步骤①②对应的方程式及电动势和内电阻的表达式_______________________________.

某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验时，正确测量并记录了5组数据，将测量数据描点如下图，请在图上作出相应图象，并求得待测蓄电池的电动势E为______V，内阻r为_____Ω，（结果均保留三位有效数字）

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。

① 某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要或不正确的是 （     ）

A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。

B．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动。

C．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力

D．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

E. 每次小车都要从同一位置开始运动
F.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
② 某组同学实验得出数据，画出的a -的关系图线，如图所示。从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F=       N。当物体的质量为5 kg时，它的加速度为______m/s²。

 

某同学做“测定金属电阻率”的实验。
①需要通过实验直接测量的物理量有：                                      （写出名称和符号）。
②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3V，内阻约1）
B．电流表（0—3A，内阻约0.025）
C．电流表（0—0.6A，内阻约0.125）
D．电压表（0—3V，内阻约3k）
E．电压表（0—15V，内阻约15k）
F．滑动变阻器（0—20，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0—1000，额定电流0.3A）
H．开关，导线
实验时应选用的器材是                   （填写各器材的字母代号）。
③请在下面的虚线框中画出实验电路图。
④这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为                   。

小明同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。

（1）除了图1装置中的器材之外，还必须从图2中选取实验器材，其名称是     ；
（2）指出图1装置中不合理的地方（一处）         ；
（3）小明同学得到了如图3的一条纸带，读出0、4两点间的距离为    cm；
（4）已知打点计时器的电源频率为50 Hz，打下计数点5时纸带速度的大小为    m/s（保留2位有效数字）。

在一次实验技能比赛中，一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻．该同学选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图)，其中R₀是保护电阻．

(1)该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是______________(请用接线柱处的字母去表达)．
(2)该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U－I图线如图所示．

根据图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(3)若保护电阻R₀的阻值未知，该电源的电动势E、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R₀的阻值．该条线是________，需改接为________．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U、电流表示数为I，电源的电动势用E表示，内电阻用r表示，则R₀＝________.

某实验小组按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点。

同学们为了弄清电阻变化的原因，对实验进行了下述改进。如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在。规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点 。已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻。
     
丙                                       丁
（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（3）在同样的电压（如2.00V）下，曲线的电阻值明显      （大于、等于或小于）曲线的电阻值，其原因是        。

在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池E（电动势约为1．5V，内阻小于1．0Ω）
B．电流表A₁（满偏电流3mA，内阻r₁=10Ω）
C．电流表A₂（0～0．6A，内阻0．1Ω）
D．滑线变阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑线变阻器R₂（0～100Ω，10A）
F．定值电阻R₃（990Ω）
G．开关和导线若干
（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是__________（填字母代号）
（2）请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．


（3）如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I₁、I₂图线（I₁为A₁的示数，I₂为A₂的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝__________V，内阻r =_______Ω．