高中物理实验题

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为         mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如上图，由图可知其直径为        mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为        Ω。
（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R  直流电源E（电动势4V，内阻不计） 开关S  导线若干电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）
滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）电流表选择        ，电压表选择        ，滑动变阻器选择       。
（5）为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图，并连接实物图。

橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。理论和实践都表明k=YS／L，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量

（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（   ）

A．N

B．m

C．N/m

D．Pa

（2）有一段横截面为圆形的橡皮筋，应用如图(a)所示的实验装置，可以测量出
它的杨氏模量Y的值．首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L="20.00" cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a和b应分别为__________________、_____________。

（3）用如图（a）所示的装置就可以测量出这种橡皮筋的Y值，表中为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，已在图(b)中作出F-x的图象。

拉力F（N）	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0
伸长量x(cm)	1.60	3.20	4.80	6.40	8.00

由以上实验可求出该橡皮筋的Y值为_____________________（保留一位有效数字）

测定金属丝的电阻（阻值约为3Ω）时，要求通过金属丝的电流可以在0～0.6A之间变化。根据下列提供的实验器材，解答如下问题：

A．量程0.6A，内阻0.5Ω的电流表	B．量程3A，内阻0.01Ω的电流表
C．量程3V，内阻6 kΩ的电压表	D．量程15V，内阻30 kΩ的电压表

E、滑动变阻器全电阻10Ω，允许通过最大电流1A
F、6V蓄电池
G、电键一个、导线若干
（1）电流表应选用      （填前面代号）；电压表应选用        （填前面代号）．
（2）请在方框中画出实验电路图，并在图11中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
  
（3）某同学根据实验数据画出金属丝的伏安特性曲线如图所示，可见金属电阻会随着温度的升高而       ，当通过金属丝的电流为0.5A时，其电阻为       Ω。

某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v²，③W∝，…。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木块，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。

(1)让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L₁、L₂、L₃、L₄…，读出物体每次通过速度传感器Q的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…，并绘制了如图乙所示的L－v图像。根据绘制出的L－v图像，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出(　　)

A．L－v^2图像

B．L－图像

C．L－图像

D．L－图像

(2)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？             

利用以下器材测定干电池的电动势和内电阻：
A待测干电池两节         B电流传感器
C电压传感器             D电阻箱R（0~20Ω，2 A） 
E电阻R₀（2 000Ω）        F开关和导线若干
某同学设计了如图甲所示的电路来完成实验。

（1）实验中应该选用的传感器是_______________（填写字母序号）
（2）当开关K闭合之前，电阻箱的阻值应调到______________（选填最大、最小）
当电阻箱的阻值变小时，传感器的读数将___________（选填变大、变小、不变）
（3）图乙为该同学利用测出的实验数据通过计算机绘出如图所示的图线。（为电阻箱的阻值示数，为保护电阻），则由图线可得被测干电池的电动势E＝________V，内阻r ＝________Ω。（答案保留两位有效数字）

某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如下图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用来平衡摩擦力．


①若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算小车A的碰前速度，应选___________段来计算小车A和B碰后的共同速度．（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．
②已测得小车A的质量m₁=0.50kg，小车B的质量m₂=0.30kg，由以上测量结果可得：碰前总动量="__________kg·m/s." 碰后总动量=_______kg·m/s(结果保留到小数点后两位)
③由以上实验结果可得实验结论是                                                 

通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式E_p＝kl²(式中k为弹簧的劲度系数，l为弹簧长度的变化量)．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：
①两位同学首先都进行了如图7甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d.②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H.③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将这根弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为l，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L.

(1)A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量？请用m、d、g表示所求的物理量____________________．
(2)如果E_p＝kl²成立，
A同学测出的物理量l与d、H的关系式是：l＝____________.
B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是：l＝__________.
(3)试分别分析两位同学实验误差的主要来源
________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

如图所示的电路中，直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的，其阻值为R，图中A，B，…，H为圆环的等分点，A点固定，P为滑片，且滑片P能沿圆环滑动，并保持良好的接触，电源电动势为E，内阻不计。当闭合电键S后，滑片P沿圆环顺时针滑动时，图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图，分别做实验，并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。

根据上述实验数据，回答下列问题：
（1）根据表1中的实验数据，请通过计算，分析完成表1中“位置A”下的空格。I=      A；U₁=      V；U₂=       V
（2）根据表1、表2中的实验数据，请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因：                                                                  。
（3）根据（2）中的分析，请思考：当滑片P滑到G、A之间位置X时，则表2中“位置X”下的空格可能的数据（即各电表的示数）分别是（      ）

A．0.05A，0.75V，5.25V	B．0.07A，1.05V，4.95V
C．0.16A，2.40V，3.60V	D．0.25A，3.75V，2.25V

Ⅰ、如图甲所示，在探究加速度与力、质量的关系的实验中，用装有沙子的小桶通过细线绕过定滑轮拉着小车在长木板上作匀加速直线运动，通过改变沙的质量的办法来改变小车受到的作用力F。用打点计时器打出的纸带测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图乙所示的a-F图线，发现图线既不过原点又不是直线，其可能的原因是____________。
A．没有平衡摩擦力，且小车质量较小
B．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过高，且小车的质量较大．
C．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过高，且沙子和小桶的质量较大
D．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过低，且沙子和小桶的质量较大

Ⅱ、在研究平抛运动的实验中，某同学用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L．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计算式为v₀大小为＝         ；小球经过c点时的速度V_C大小为______  _____（均用L、g表示）．
　
Ⅲ、(10分)某电流表mA的量程为I₀=50mA，内阻为r₀=50Ω，其表盘刻度线已模糊不清，要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值，有下列器材：

A.待测电流表mA     
B.6V直流电源E     
C.“0～10Ω，1A”标准变阻器R₁ 
D.“0～100Ω，50mA”滑动变阻器R₂  
E.“0.6A，0.5Ω”标准电流表A₁              
F.“3A，0.01Ω” 标准电流表A₂   
G.5Ω定值电阻R₃        
H.20Ω定值电阻R₄     
I.开关及导线若干
（1）应选用的器材有         (只需填写所选器材序号) 
（2）在右侧虚线框内画出实验电路图. 
（3）待测电流表的电流刻度值的表达式I=       . 式中各物理量所表示的意义分别为    .

某研究小组收集了两个电学元件：电阻R₀（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E 标称值为4.2V，允许最大放电电流为0.1A）。实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，电阻R_V 约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1 约为5Ω）
C．电流表A₂（量程2mA，电阻R_A2 约为50Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．开关S一只、导线若干
（1）为了测定电阻R₀的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选     (选填“A₁”或“A₂”)，请将实物连线补充完整。

（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出 图象，如图丙所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势 E =            ，内阻r =           （用k、b和R₂表示）。该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是                       。

某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
器材（代号）        规      格
电流表（A₁）        量程0～50mA,内阻约为50Ω
电流表（A₂）        量程0～200mA,内阻约为10Ω
电压表（V₁）        量程0～3V,内阻约为10kΩ
电压表（V₂）        量程0～15V,内阻约为25kΩ
滑动变阻器（R₁）    阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A
滑动变阻器（R₂）    阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA   
直流电源（E）      输出电压6V，内阻不计
开关（S）  导线若干
（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用          ；电压表应选用        ；滑动变阻器应选用          .(以上均填器材代号)

（2）为达到上述目的，请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号.
（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而       （选填“增大”、“减小”或“不变”），当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为     W．

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1．5 V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）．为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表G（滿偏电流10 mA，内阻为10 Ω）
B．电流表A（0 ~ 0．6 A ~ 3 A，内阻未知）   
C．滑动变阻器R₀（0 ~ 100 Ω，1 A）    
D．定值电阻R（阻值990 Ω）
E．开关与导线若干

（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线．
（2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I₁ - I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E = 　　V，内阻r =      Ω．（结果保留两位有效数字）

使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。

(1)已知气体在状态A的温度T_A＝300K，问气体在状态B、C和D的温度各是多大?
(2)将上述气体变化过程在V－T中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向)。

将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。现要测量橘子电池（如图所示）的电动势和内阻，四位同学采用不同的方法进行探究。

（1）甲同学用多用表的直流电压档，选择0～1V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时读数为0.82V；用多用表的欧姆档直接测水果电池的两极，读得此时的读数为3200Ω；甲同学认为该水果电池电动势E=0.82V,    内阻r=3.2kΩ
请指出甲同学测量的主要错误：_________________________________________
（2）乙同学利用伏安法电路并借助DIS实验器材中的电压、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图所示。
　　
下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据。

次数	1	2	3	4	5	6
电压U/V	0.32	0.360	0.44	0.52	0.60	0.68
电流I/mA	0.32	0.30	0.26	0.22	0.18	0.14

请你根据测量数据在答题卷相应位置的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图象。由图象求出水果电池的电动势为     V，内阻为     Ω。
（3）丙同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻，该同学手边只有电流传感器，导线、开关和一只电阻箱（电阻可变范围09999.9Ω），他利用这些器材测出了一系列电流与电阻对应的数据，图像法处理数据时丙同学作出        随        变化的关系图象。根据图像的斜率和截距也求出了水果电池的电动势和内阻。
（4）丁同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V,0.5A”的小灯泡供电，灯泡仍不发光（检查电路无故障）分析灯泡不亮的原因是：                                                      。

某同学做描绘小灯泡（额定电压为3．8V，额定电流为0．32A）的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）
直流电源的电动势为4V，内阻不计
电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、
电流表A₁（量程0．6A，内阻约为4Ω）、
电流表A₂（量程3A，内阻约为1Ω）、
滑动变阻器R₁（0到1000Ω，0．5A）
滑动变阻器R₂（0到10Ω，2A）
开关、导线若干。
(1)若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是（    ）

A．小灯泡将发光    B．小灯泡将不亮
C．电压表会烧坏    D．电流表将会烧坏
(2)下列关于该实验的说法，正确的是(      )
A．实验电路应选择图乙中的电路图（a）
B．电流表应选用A₂   
C．滑动变阻器应该选用R₂
D．若采用如图乙（b）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端

(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而______（填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大），当给小灯泡加额定电压3．2V时，此时小灯泡的发热功率为      W（结果取2位有效数字）。