高中物理实验题

某物理兴趣小组准备自制一只欧姆表，现有以下实验器材：

A．Ig=l00μA的微安表一个

B．电动势E=1.5V，内阻可忽略不计的电源一个

C．最大电阻为99999Ω的电阻箱R一个

D．红、黑测试表笔和导线若干

某同学用以上器材接成如图甲所示的电路，并将电阻箱的阻值调至14kΩ，就成功地改装了一个简易的“R×1k”的欧姆表，改装成的欧姆表表盘刻线如图乙所示，其中“15”刻线是微安表的电流半偏刻线处。

（1）红表笔一定是       （填“A”或“B”）
（2）原微安表的内阻R_g=        Ω
（3）理论和实验研究均发现，在图甲电路的基础上（不改换微安表、电源和电阻箱的阻值）。图乙的刻度及标度也不改变，仅增加一个电阻R′，就能改装成“R×l”的欧姆表，如图丙所示，则电阻R′ =          Ω（保留两位有效数字）

有一内阻未知(20 kΩ～60 kΩ)、量程0～10 V的直流电压表.

(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的内阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率________(选填“×10”、“×100”或“1 k”)挡。先将红、黑表笔短接调零后，选用图中________(选填“A”或“B”)方式连接.
(2)在实验中，欧姆表和电压表的指针分别如右图甲、乙所示，某同学读出欧姆表的读数为________Ω，这时电压表的读数为______V。计算出欧姆表中电池的电动势为______V。

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        。

研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．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右上图，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）用伏安法测定该圆柱体在不同长度时的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：
电流表A₁(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)
电流表A₂(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)
电压表V₁(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)
电压表V₂(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
滑动变阻器R₁(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
滑动变阻器R₂(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)
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，请在如图所示的虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．

在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：
A.电池组(3 V、内阻l Ω)
B.电流表(0～3 A，内阻0.0125 Ω)
C.电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω)
D.电压表(0～3 V，内阻4 kΩ)
E.电压表(0-15 V，内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器(0-20 Ω，允许最大电流l A)
G.滑动变阻器(0～2000 Ω，允许最大电流0.3 A)
H.开关、导线

(1)上述器材中电流表应选用的是_______,电压表应选用的是______,滑动变阻器应选用的是_______ .(只填写字母代号)
(2)本实验应采用安培表_____接法，则测量值比真实值偏_________ (选填“大”或“小”).根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示，图中MN段向上弯曲的主要原因是___________________.

有一待测的电阻器R_x，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V（量程0～10 V，内电阻约20 kΩ） ;
电流表A₁,（量程0～500 mA，内电阻约20Ω）;
电流表A₂,（量程0～300 mA，内电阻约4Ω） ;
滑动变阻器R₁,（最大阻值为10Ω,额定电流为2 A） ;
滑动变阻器R₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1 A）;
直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0. 5Ω）;
开关及若干导线．
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I－U图线．
（1）电流表应选用     ．
（2）滑动变阻器选用       （选填器材代号））.
（3）请在如图甲所示的方框内画出实验电路图，并将图乙中器材连成符合要求的电路．

（1）用DIS测电源电动势和内电阻电路如图（a）所示，R₀为定值电阻。调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图（b）所示图线，则该图线选取了_______为纵坐标，由图线可得该电源电动势为  ________V。

（2）现有三个标有“2.5V，0.6A”相同规格的小灯泡，其I-U特性曲线如图（c）所示，将它们与图（a）中电源按图（d）所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r=____Ω，图（a）中定值电阻R₀=____Ω。

在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度1.010m。金属丝的电阻大约为4Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为_________mm；

（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约3V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω；
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻约为0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻约为3kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
开关、导线等。在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_______，应该选用的滑动变阻器是__________；
（3）为减小实验误差，应选用如图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图；

（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x＝4.2Ω，则这种金属材料的电阻率为__Ω·m．（保留二位有效数字）

某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻。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         cm。
（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
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0～20kΩ，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，请在方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。

用如图所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验。实验中小车及砝码的总质量为m₁，钩码质量为m₂，并用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用纸带测出小车运动的加速度。

（1）下列说法正确的是(    )
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验中m₁应远大于m₂
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应用图象
（2）下图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如下图所示。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝________ m/s²。(结果保留两位有效数字)

（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如图所示.此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是(     )
A．小车与平面轨道之间存在摩擦      B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大            D．所用小车的质量过大

某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。

（1）由图乙，AB两点间的距离为S₁=3.27cm，AC两点间的距离为S₂=8.00cm，小车此次运动经B点时的速度v_B=m/s，小车的加速度a =m/s²；（保留三位有效数字）

（2）要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用       来测量出       。

为了探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计如图甲所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上，通过细线跨过定滑轮与重物相连，木块与纸带相连，在重物牵引下，木块向左匀加速运动，重物落地后，木块做匀减速运动，打出的纸带如图乙所示，不计纸带所受到的阻力。交流电频率为50Hz，重力加速度g取10m/s²。


（1）木块加速阶段的加速度为m/s²；
（2）木块与木板间的动摩擦因数μ；
（3）某同学发现在实验中未平衡木块与木板间的摩擦力，接着他应该，将木板右端垫高，使木块沿木板匀速下滑。

利用打点频率为50Hz打点计时器测定匀加速直线运动加速度，得到一条如图所示的纸带，按时间顺序取1、2、3、4、5、6、7个计数点，每相邻计数点间还有四个点未画出，测得相邻两个计数点间的距离如图所示，回答下列问题：

（1）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（   ）

A．先接通电源，后让纸带运动

B．先让纸带运动，再接通电源

C．让纸带运动的同时接通电源

D．先让纸带运动或先接通电源都可以

（2）打点3时物体的速度为v₃=______m/s。（结果保留二位有效数字）
（3）由以上数据计算出物体运动的加速度为a=______m/s²。（结果保留二位有效数字）

在做“研究匀变速直线运动”实验中，打点记时器打出的一条纸带中的某段如图所示，若A，B，C……点间的时间间隔均为0.10 s，从图中给定的长度，求小车的加速度大小是           ，打下C点时小车的速度大小是           。

在《利用打点计时器测定小车作匀变速运动的加速度》的实验中：
（1）在使用打点计器时，下列说法正确的是        。

A．应先接通电源，再使纸带运动

B．应先使纸带运动，再接通电源

C．电磁打点计时器应使用4~6V的直流电

D．电火花计时器应使用220V的交流电

（2）在实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz(每隔0.02s打下一个点)，某同学实验得到的纸带如图所示，在纸带上选择了标为1—7的7个记数点，每相邻的两个记数点间还有四个点没有画出。相邻两计数点之间的距离如图所示，则（以下涉及计算结果的,均保留三位有效数字）

①打下“2”计数点时小车的速度大小为m/s；
②做此实验时，求小车加速度a的大小为m/s²。