高中物理实验题

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

（1）部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带；

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车；

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连；

D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔。

上述实验步骤的正确顺序是：___________ （用字母填写)。
（2）图（b）中标出的相邻两计数点间的时间间隔T＝_________ s。
（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅＝_____________。
（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝______________________。

一个小灯泡的额定电压为2.0V．额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．

A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计；

B．电压表V1：量程为0﹣3V，内阻约为1kΩ

C．电压表V2：量程为0﹣15V，内阻约为4kΩ

D．电流表A1：量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω；

E．电流表A₂：量程为0﹣0.6A，内阻约为0.6Ω；
F．滑动变阻器R₁：最大阻值为10Ω，额定电流为0.6A；
G．滑动变阻器R₂：最大阻值为15Ω，额定电流为1.0A；
H．滑动变阻器R₃：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A；
I．开关S，导线若干．
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A	0.00	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/N	0.00	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）实验中电压表应选用      ；电流表应选用      ；滑动变阻器应选用      （请填写选项前对应的字母 ）．
（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最      （填“左”或“右”）端．

（3）在下面坐标中画出小灯泡的U﹣I曲线．

（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为      W（保留两位有效数字）．

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1，由图可知其长度为L=      mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为D=      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3，则该电阻的阻值约为R=      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
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）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）；
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）
开关S、导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
（5）根据你设计的测量电路，在图4中用实线连接好电路．
（6）圆柱体材料的电阻率表达式为ρ=     ．（用所测量的量字母表达）

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，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值.下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.
（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)请根据表格中的数据做出F-x图像。由图像求得该橡皮筋的劲度系数为___N/m(保留两位有效数字)

下图是用小车拖动纸带，用打点计时器测定匀加速运动的加速度打出的一条纸带，电源频率为50Hz。A.B.C.D.E为在纸带上所选的记数点。相邻计数点间有四个计时点未画出。

（1）打点时小车应与纸带________（填左或右）端连接
（2）AC段小车平均速度v_AC =m/s；打点计时器打下A点时小车的瞬时速度v_A = m/s。
（3）设AB.BC.CD.DE间距离分别用s1、s2、s3、s4表示，相邻两计数点间隔时间用T表示，则用s1、s2、s3、s4 和T表示小车加速度的表达式a=；代入数据，求得加速度为a=m/s².（（2）（3）问的计算结果保留小数点后两位）

实验：用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．

（1）实验时，一定要进行的操作是      （填选项前的字母）．

A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F。

B．改变小车的质量，打出几条纸带

C．用天平测出沙和沙桶的总质量

D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量

（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是                            。
（3）根据实验数据，画出了如图所示的a-F图像，测得斜率为k，则小车的质量为      。
（4）若某次实验，求得小车的加速度为a，则此时沙和沙桶的加速度为           。
（5）若弹簧秤的读数为F，则F    mg（m为沙和桶的总质量）（填“大于”、“等于”或“小于”） 。

用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。某同学所用实验电路如图所示。给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形)，用直尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图甲、乙所示。

甲                             乙
由图可知其长度为________cm，直径为________mm。
(2)闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同，则发生故障的是____________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)。
(3)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图中作出U－I图线。

(4)求出的电阻值R＝____________Ω(保留3位有效数字)。
(5)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ＝____________。

用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：

A．电压表（量程3V）
B．电流表（量程0.6A）
C．电流表（量程3A）
D．定值电阻R₀（阻值4Ω，额定功率4W）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0—20Ω，额定电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0—2000Ω，额定电流0.1A）
（1）电流表应选 ；滑动变阻器应选；（填器材前的字母代号）．
（2）根据实验数据作出U—I图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势E＝V，内阻r=Ω；
（3）用此电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是；测出的电动势E与真实值相比偏。

某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示。实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题：

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成        （填“线性”或“非线性”）关系。
（2）由图（b）可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是         。
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力      mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满足的条件是       。

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R₀ =2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s ²。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：

（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力的大小；
（3）导体棒受到的摩擦力。

右图所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁＝50 g、m₂＝150 g，则（计算结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；
（2）在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE_k＝________ J，系统势能的减少量ΔE_p＝______J；（取当地的重力加速度g＝10 m/s²）
（3）若某同学作出v²－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s²。.

某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①②③。实验装置如图所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为W。 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。 小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是            ；
(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的     部分进行测量；
(3)同学们设计了以下表格来记录数据。其中w₁、w₂、w₃、w₄ ……表示橡皮筋对小车做的功, v₁、v₂、v₃、v₄、……表示物体每次获得的速度

实验次数	1	2	3	4	……
w	w1	w2	w3	w4	……
v	v1	v2	v3	v4	……

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w—v图象，由图象形状得出结论w。他们的做法是否合适？请说明理由：                           。

学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干．请回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔      ，调零点．
（2）将图（a）中多用电表的红表笔和      （填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示．多用电表和电压表的读数分别为      kΩ和      V．
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为      kΩ．
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为      V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为      kΩ．

为了探究某电阻R _t在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A为内阻不计、量程为3mA的电流表，E₁为电动势1.5V、内阻约1Ω的电源，R₁为滑动变阻器，R₂为电阻箱，S为单刀双掷开关。
  
（1）实验室中提供的滑动变阻器有两个：R_A（0-150Ω），R_B（0-500Ω）；本实验中滑动变阻器R₁应选用__________（填“R_A”或“R_B"）。
（2）完成下面实验步骤：
①调节温度，使R_t的温度达到t₁；
②将S拨向接点1，调节___________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；
③将S拨向接点2，调节__________，使电流表读数仍为I，记下此时电阻箱的读数R₀，则当温度为t₁时，电阻R_t＝________；
④改变R_t的温度，重复步骤②③，即可测得电阻R_t阻值随温度变化的规律。
（3）现测得电阻R_t随温度t变化的图象如图乙所示，把该电阻与电动势为3.0V、内阻不计的电源E₂、量程为3.0V的理想电压表V（图中未画出）和电阻箱R₂连成如图丙所示的电路。用该电阻作测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”。若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大，则应在原理图丙中________两点（填“ab”或“bc"）接入电压表。如果电阻箱阻值R₂＝75Ω，则电压表刻度盘2.0V处对应的温度数值为____℃。

“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验采用的科学方法是

A．理想实验法	B．等效替代法
C．控制变量法	D．建立物理模型法

（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数，他还应该记录下___________________________。
（3）图乙中的F是利用平行四边定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示，F'为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是____________。