高中物理实验题

可记忆电阻有许多新奇特性，例如负差分电阻效应，多重与可控导电率，迟滞效应等等，从资料上获知某可记忆电阻Rx的I-U特性曲线如图所示。现要利用实验亲自描绘此元件加正向电压时的I-U特性曲线，除外，另有器材如下：

A．直流电源6V内阻不计                    B．电压表V量程6V，内阻约6k
C．电流表A₁量程60mA，内阻约10         D．电流表A₂量程l0mA，内阻约20,
E．滑动变阻器R（总阻值为20）           开关1个、导线若干
①由已知的I-U图象可得出，电压在0～2.5V范围时，可记忆电阻的电阻值约为_________；
②为较准确地描绘可记忆电阻的I-U图线，需要在0～3.5V和3.5～6V两个电压段上采用不同的电路和电流表．在描绘0～3.5V电压下的I-U图线时，应选甲、乙、丙、丁四个电路中的_________电路，电流表应选________（填C或D）；描绘3.5～6V电压下的I-U图线时，应选甲、乙、丙、丁四个电路中的________电路，电流表应选_________（填C或D）．

某实验小组采用如图所示的装置研究“小车运动变化规律”。打点计时器工作频率为50Hz。
实验的部分步骤如下：

a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；
b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；
d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作。
（1）设钩码质量为m₁、砝码和小车总质量为m₂，重力加速度为g，则小车的加速度为：a=（用题中所给字母表示）；
（2）下图是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量x_C值和计算速度v_C值填在下表中的相应位置。

计数点	x/cm	s/cm	v/（m·s^-1）
O	1.00		0.30
A	2.34	1.34	0.38
B	4.04	3.04	0.46
C		5.00
D	8.33	7.33	0.61
E	10.90	9.90	0.70

 

（3）实验小组通过绘制Δv²-s图线来分析运动规律（其中Δv²=v²-v₀²，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v₀是O点对应时刻小车的瞬时速度）。他们根据实验数据在图中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出Δv²-s图线。
（4）实验小组绘制的Δv²-s图线的斜率k =（用题中所给字母表示），若发现该斜率大于理论值，其原因可能是。

在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻．电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω．由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：

A．量程为3V的电压表V
B．量程为0.6A的电流表
C．量程为3A的电流表
D．阻值为4.0Ω的定值电阻
E．阻值为100Ω的定值电阻
F．最大阻值为10Ω的滑动变阻器
G．最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻．①在数据处理过程中，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，经过计算机拟合得到如图乙所示的图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为．则电源甲的电动势E=    V；内阻r=   Ω（保留两位有效数字）．

②根据上述实验结果，请你判断，在实验中定值电阻选择的是   （填D或者E）；
电流表选择的是     （填B或者C）；滑动变阻器选择的是       （填F或者G）．
（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用如图丙所示电路．

①定值电阻应该选择     （填D或者E）．
②实验中，首先将闭合，断开，电压表示数为1.48V．然后将、均闭合，电压表示数为1.23V．则电源乙电动势E=      V；内阻r=    Ω（小数点后保留两位小数）．

用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性。
（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在___________端。（选填“a”或“b”）
（2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整。
（3）实验后作出的U—I图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是：_________。
（4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=_______，这个测量值比真实值偏____________。（选填“大”或“小”）

如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）。已知小方格纸的边长L＝2.5 cm，g取10 m/s²。请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：

① 小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间________（填“相等”或“不相等”）。
②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据题意，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是________s。
③再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v₀＝________m/s。

某小组在做"用单摆测重力加速度"试验后，为进一步研究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的"复摆"做简谐运动的周期，式中为由该摆决定的常量，为摆的质量，为重力加速度，为转轴到重心的距离。如图（），实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴上，使杆做简谐运动，测量并记录和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量。

（1）由实验数据得出图（）所示的拟合直线，图中纵轴表示。
（2）的国际单位为，由拟合直线得到的值为（保留到小数点后二位）；
（3）若摆的质量测量值偏大，重力加速度的测量值（选填："偏大"、"偏小"或"不变"）

在"DIS测电源的电动势和内阻"的实验中

（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电建及若干导线连接成电路如图（）所示。图中未接导线的端应接在点（选填：""、""、""或""）。
（2）实验得到的关系如图（）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为，内电阻阻值为。
（3）.为了测量定值电阻的阻值，应在图（）中将""端重新连接到点（选填：""、""、""或""），所得到的关系如图（）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻阻值为。

用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为。可选用的实验器材有：
电压表（量程）；电压表（量程）；
电流表（量程）；电流表（量程)

滑动变阻器R（最大阻值）；
定值电阻（阻值为，额定功率为）；
定值电阻（阻值为，额定功率为）；
开关；导线若干。
测量数据如图线所示。

（1）画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。
（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是。
（3）由U-I图线求得待测电池的内阻为.
（4）在你设计的实验电路中，产生系统误差的主要原因是。

为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不及质量及长度）固定在相距为的两立柱上，固定点分别为和，低于，绳长为（）。他们首先在绳上距离点10处（标记为）系上质量为的重物（不滑动），由测力计读出绳、的拉力大小和，随后改变重物悬挂点的位置，每次将到点的距离增加10，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长之间的关系曲线如图所示，由实验可知：

（1）曲线II中拉力最大时，与点的距离为，该曲线为（选填：或）的曲线.
（2）在重物从移动到的整个过程中受到最大拉力的是（选填：或）点所在的立柱。
（3）在曲线I、II相交处，可读出绳的拉力=，它与、、和重力加速度的关系为=                   。

某实验小组探究弹簧的劲度系数与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针、、、、、、分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为；挂有质量为砝码时，各指针的位置记为；测量结果及部分计算结果如下表所示（为弹簧的圈数，取重力加速度为）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为.
                      

	P1	P2	P3	P4	P5	P6
x0 （cm）	2.04	4.06	6.06	8.05	10.03	12.01
x（cm）	2.64	5.26	7.81	10.30	12.93	15.41
n	10	20	30	40	50	60
k（N/m）	163	①	56.0	43.6	33.8	28.8
1/k（m/N）	0.0061	②	0.0179	0.0229	0.0296	0.0347

（1）将表中数据补充完整：①，②；
（2）以为横坐标，为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出图象；

（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数的关系的表达式为=；该弹簧的劲度系数与其自由长度（单位为）的表达式为=.

如图是测量阻值约几十欧的未知电阻的原理图，图中是保护电阻（），是电阻箱（），是滑动变阻器，和是电流表，是电源（电动势，内阻很小）。
在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：
 

（i）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；
（ii）闭合，从最大值开始调节电阻箱，先调为适当值，再调滑动变阻器，使示数，记下此时电阻箱的阻值和示数。
（iii）重复步骤（ii），再侧量6组和；
（iv）将实验洲得的7组数据在坐标纸上描点。
根据实验回答以下问题：
① 现有四只供选用的电流表：

A．	电流表（ ，内阻为 ）
B．	电流表（  ，内阻未知）
C．	电流表（ ，内阻为 )
D．	电流表（  ，内阻未知）

应选用，应选用。
② 测得一组和值后，调整电阻箱，使其阻值变小，要使示数，应让滑动变阻器接入电路的阻值（选填"不变"、"变大"或"变小"）。
③ 在坐标纸上画出与的关系图。

④ 根据以上实验得出 =。   

某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，为待测电池组，为开关，为滑动变阻器，是标称值为的定值电阻。
①已知灵敏电流计的满偏电流、内阻，若要改装后的电流表满偏电流为，应并联一只（保留一位小数）的定值电阻；
②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；

③某次试验的数据如下表所示：该小组借鉴"研究匀变速直线运动"试验中计算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻（保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是。
④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是。（填选项前的字母）
A.电压表内阻的影响                       B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.的实际阻值比计算值偏小               D.的实际阻值比标称值偏大

测量次数
电压表读数
改装表读数

电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。

（1）用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R₀为保护电阻，其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E=       ；内阻r=        。
（2）分析图丙可知，电池       较优(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。

（1）有一电阻值约为20 Ω、额定功率约为7.2Ｗ的灯泡，现准备用伏安法测量多组数据，借助I～U图象较准确地测其阻值，实验室提供的器材有：
A．电流表(量程O～3 A，内阻约O.1Ω)
B．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.5Ω)
C．电压表(量程0～3 V，内阻约3kΩ)
D．电压表(量程O～15 V，内阻约15 kΩ)
E．滑动变阻器(阻值O～10Ω，额定电流2 A)
F．直流电源(电动势12 V，内阻不计)
G．开关及导线若干
①要使测量误差尽量小，电流表应选择     ，电压表应选择     ．(填序号字母)
②按实验要求在方框内画出实验电路图。
③试将题图所示器材连成实验电路

某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理”的实验。在尽量减小摩擦阻力的情况
下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的
点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且为开始打出的第一点，之间有若干点未标出，
相邻计数点的时间间隔为，重力加速度取。

（1）释放纸带前，纸带的____________（选填“”或“”）端在上面；
（2）重物从运动到的过程中，动能的变化量△（取两位有效数字）；
（3）列举一种能有效减小实验误差的做法_____________________________________.