高中物理实验题

未来“嫦娥五号”落月后，轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动，如图所示．设卫星距离月球表面高为h，绕行周期为T，已知月球绕地球公转的周期为T₀，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球半径为r，万有引力常量为G．试分别求出：

（1）地球的质量和月球的质量；
（2）中继卫星向地球发送的信号到达地球，最少需要多长时间？（已知光速为c，且h≤r≤R）

“探究加速度与质量的关系”的实验中：

（1）备有器材：
A．长木板；
B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；
C．细绳、小车、砝码；
D．装有细沙的小桶；
E．薄木板；
F．毫米刻度尺；
还缺少的一件器材是_______．
（2）实验得到如图甲所示的一条纸带，相邻两个计数点的时间间隔为T；B、C两点的间距x₂和D、E两点的间距x₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为_______________．
（3）某同学根据实验数据画出的图线如图乙所示，从图线可得沙和沙桶的总质量为   kg．（g取10 m/s²）
（4）另一位同学根据实验数据画出的图象如图丙所示，则造成这一结果的原因是          ．

如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关系”的实验装置：

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持               ，用钩码所受的重力作为             。用DIS测出小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如图所示）

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是                     
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是       
A. 小车与轨道之间存在摩擦
B. 导轨保持了水平状态
C. 所挂钩码的总质量太大
D. 所用小车的质量太大
（3）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图：长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d, 用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s, 以及A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂;
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t;
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值;
⑤利用所测数据求出摩擦力F_f和斜面倾角的余弦值cos α；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F_f—cosα关系曲线.
用以上测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）；
①斜面倾角的余弦cosα=                   
②滑块通过光电门时的速度v=               
③滑块运动时的加速度a=             
④滑块运动时所受到的摩擦阻力F_f=                           

某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：
电源E（电动势为4V，内阻约为1Ω）；电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；
电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约为l kΩ）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；
滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的二次方D/mm^2	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3	0.560	0.3136	100.00	4.07

①他在某次测量中，用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，此示数为      mm。

②图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路    （选填“A”或“B”）进行测量．电流表应选        ，电压表应选       ，滑动变阻器应选        。
③请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R=    （比例系数用k表示），并求出比例系数k=      Ω•m（结果保留两位有效数字）。

如图下图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．


①该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如上图所示，则d=________mm．
②实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是________；
③下列必要的实验要求是________．（请填写选项前对应的字母）

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使A位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节水平

D．应使细线与气垫导轨平行

④改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图象．（选填“”、“”或“”）．

在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图①所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹。

（1）根据实验装置知，②、③、④依次是           、             、             。
（2）某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图②所示，此时螺旋测微器的读数为            。
（3）转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数。若实验测得4条亮纹中心间的距离为，已知双缝间距为，双缝到屏的距离为，则对应的光波波长              。

如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，请完成以下填空．

实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平
②测出挡光条的宽度l和两光电门1中心之间的距离x．
③将滑块移至光电门1左侧某一处，待祛码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2．
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间
⑤用天平称出滑块和挡光．条的总质量M，再称出托盘和砝码的总量m．
⑥滑块通过光电门1时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中卜系统势能的减少量（重力加速度为g）
⑧如果满足关系式＿＿＿＿＿＿＿＿，则可认为验证了机械能守恒定律。

（1）a.用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图所示，则测量结果应该读作________mm
     
b.用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为________mm.
（2）某同学家里有一个“，”的小灯泡。
①该同学使用多用电表粗略测量小灯泡不工作时的电阻。请你根据实验要求，完成下列实验步骤。
．用螺丝刀旋动指针定位螺丝，使指针对准电流的“0”刻线；
．将选择开关旋转到电阻档              的位置（“”、“”、“”）；
．将红、黑表笔插入插孔，                ；
．表盘指针位置如图所示，小灯泡不工作时的电阻约为         ；
．测量完毕，拔出两表笔，将选择开关旋转到交流电压最高档。

②为描绘该小灯泡的伏安特性曲线，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下：

A．电流表一只(量程，内阻约为)

B．电压表一只(，内阻约为)

C．滑动变阻器(，额定电流为)

D．滑动变阻器(，额定电流为)

E．蓄电池（电动势，内电阻约为）
F．开关、导线若干，待测灯泡一个
在描绘小灯泡伏安特性曲线时，选择合适的器材，连接实验电路如图，在连接电压表时发现，电压表的量程不能满足实验要求，该同学想到用多用电表直流电压档完成实验，将选择开关旋转到直流电压“”档（内阻约为几千欧姆），然后将黑表笔接在         ，红表笔接在       （填、或），完成实验。

小明利用如图甲所示的电路测定旧电池组的电动势与内电阻。
⑴用笔画线代替导线将图乙中的实物连线补充完整；
⑵由图丙可知：该电池组的电动势E=      V，内阻r=      （保留两位有效数字）；


⑶小明又利用上述实验方案测定了同规格新电池组的电动势与内电阻。通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻R变化的关系图线有较大差异，如图丁所示。可知图线           （选填“A”或“B”）对应的是新电池组，试说出判断的理由：        。

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＝________.