高中物理实验题

(8分)要用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，已知待测小灯泡的额定电压6V，额定功率约为3W，提供的器材有：
量程为0．6A，内阻约为0．5的电流表A_l；
量程为3A，内阻约为0．1的电流表A₂；
量程为3V，内阻为3k的电压表V₁
阻值是0～10，额定电流是2A的滑动变阻器R₁；
阻值是0～500，颇定电流是lA的滑动变阻器R₂；
定值电阻R₃=1k；
定值电阻R₄=3k；
电源电动势为9V，内阻约为0．1；
开关一个，导线若干．
（1）为了保证实验的测量精度和操作方便，并能测出小灯泡的额定功率，在可供选择的器材中．应该选用的电流表是   ，滑动变阻器是    (填仪器的字母代号)．
（2）根据所选的器材，在虚线框中画出完整的实验电路图，并标出器材代号．

（3）实验中，电压表的示数为    V时，可测出灯泡的额定功率．

听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学将一个土豆   
做成“水果电池”。同学们通过查阅资料知道这种水果的电动
势大约1V左右,又用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测
其两极时读数为0.96V。可是当他们将四个这样的水果电池串
起来给标为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检
查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表直接测量其电压确实
能达到3V多。

(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是：         （不要求写分析、推导过程）。
（2）为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）

B．灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）

C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA ，内阻未知）

D．滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）

E．滑动变阻器R₂（最大阻值约2kΩ）
F．变阻箱（0～9999Ω）
①实验中应选择的器材是________    (填器材前的字母代号)。
②在方框中画出应采用的电路。

以下是一位同学做“探究弹簧的形变与弹力之间的关系”的实验，下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：

①算出弹簧伸长量，并将结果填在上表的空格内.
②在右图所示的坐标上作出F－x图线.

③写出曲线的函数表达式。（x用cm作单位）：___________________________.
④函数表达式中常数的物理意义：___________________________.

三位同学用不同的器材分别进行如下实验：
（1）甲同学利用现代信息技术进行DIS实验。如图所示为用DIS测变速直线运动的瞬时速度的装置图，图中①所示的器材为____▲_____

A．位移传感器	B．速度传感器
C．运动传感器	D．光电门传感器

（2）乙同学利用打点计时器在探究小车速度随时间变化的规律时，得到一条如下图所示的纸带。该同学从某点O开始，在纸带上每隔4个点连续取了7个计数点（图中相邻两个计数点间的4个点没有画出）。已知交流电频率50Hz，根据纸带提供的数据可得：打点计时器在打下A点时的速度v_A＝___▲___m/s，纸带运动的加速度大小为___▲__m/s²。（结果均保留两位有效数字）

（3）丙同学用数码摄像机对平抛运动进行研究，他拍摄并记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是   ▲   m/s 。（g取10m/s²）

（1）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量方法，研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的是
A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a = _____   m/s²，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小V_C =  ______　 m/s．（结果保留二位有效数字）

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示（小车质量保持不变）：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/ m/s^2	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

a．根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象

b．若作出的a-F图象不过坐标原点，可能的原因是：_______________________。
（2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，
实验室备有下列器材选用：
干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω）；电流表G（满偏电流2.0mA，内阻R_g=10Ω）；
电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；
滑动变阻器R₁（0~20Ω，10A）；
滑动变阻器R₂（0~300Ω,1A）；
定值电阻R₀=999Ω；
开关和导线若干。
某同学设计了如图甲所示的电路进行实验：

①该电路中为了操作方便且能准确地进行测量， 滑动变阻器应选      （填写器材前的字母代号“R₁”或“R₂”）； 在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动端c移动至
    （填“a端”、“中央”或“b端”）。
②根据图甲在图乙的实物图上连线。

“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转；
第二步：用电阻×100Ω挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。

（1）第一步测量结果表明盒内     电池（填“有”或“无”）。
（2）图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是     Ω；
图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是     Ω。

（3）请在下图的接线柱间，用电路符号画出盒内的元件及连接情况。

（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到     接线柱，f端应连接到      接线柱。

把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。
（1）关于瓶内气体，下列说法正确的有________

A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变
B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大
C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体
（2）改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V—T图象如图所示。已知大气压强p₀＝1×10⁵Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为________J。若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了__________J。

（3）已知1mol任何气体在压强p₀＝1×10⁵Pa，温度t₀＝0℃时，体积约为V₀=22.4L。瓶内空气的平均摩尔质量M＝29g/mol，体积V₁=2.24L，温度为T₁=25⁰C。试估算瓶内空气的质量。

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．