高中物理实验题

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_____________________________________.

二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性．某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极：当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断______ （填“左”或“右”）端为二极管的正极．
（2）实验探究中他们可选器材如下：
A．直流电源（电动势3 V，内阻不计）           B．滑动变阻器（0～20 Ω）
C．电压表（量程15 V、内阻约80 kΩ）           D．电压表（量程3 V、内阻约50 kΩ）
E．电流表（量程0.6 A、内阻约1 Ω）             F．电流表（量程50 mA、内阻约50 Ω）
G．待测二极管                              H．导线、开关
为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________．（填序号字母）
（3）实验中测量数据如下表，请在下图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.

电流 I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0
电压 U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50

（4）同学们将该二极管与阻值为10 Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.

某同学对有故障的电热毯进行探究，图（a）是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接，图（b）为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表和电流表均可视为理想电表。

（1）断开K₁，用测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U-I曲线如图（c）所示。可求得此电热线的电阻为       Ω。
（2）在答题卷虚线框内画出与图（b）对应的电路原理图。
（3）为了进一步检查故障，该同学闭合开关K₁和K₂，用表笔A和B分别对图（a）中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在       （在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项）。

测试点	3和3′	1和1′	1和3	1和2′	2′和3′
电表指针有无偏转	电压表	有	有	无	有	无
电流表	无	有	有	无	有

 

某同学欲用下列器材测量一电阻丝的电阻R_x ：电源E、电流表、电压表各一只、滑动变阻器R、电阻箱R_p、开关、导线若干．他设计的电路图如图（a）所示．

A．请按电路图在实物图（b）上连线（要求闭合S1前，滑动变阻器的滑动触头P处于正确的位置）；

B．考虑到电流表、电压表是非理想电表，他进行了如下的实验步骤，请补充完整：先闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表指针均有合适偏转，记下此时两表示数分别为I1、U1；保持的阻值不变，再闭合S2，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2．

C．写出被测电阻Rx的表达式：Rx =（用I1、U1、I2、U2表示）．

D．此实验中电流表、电压表是非理想电表，被测电阻的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”） ．

E．用图（a）电路            测出电压表的内阻（填“不能”或“能”）．

（1）如图所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图。图中小车A的质量为m₁，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上，重物p的质量为m₂ ， C为测力传感器，实验时改变p的质量，可以读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

①为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须先    （填“挂”或者“不挂”）重物p，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列          的点。
②下列说法正确的是
A．电火花打点计时器应接4-6V低压交流电源
B．实验时应先接通电源后释放小车
C．实验中m₂应远小于m₁
D．测力计的读数始终为 
③下图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出。从图中读出AB两点间距s=__________cm；

④由此可求得小车的加速度的大小是       。（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）
（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：
A．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）   B．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω）
C．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）    D．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）
E．滑动变阻器（10Ω，1A）            F．滑动变阻器（1kΩ，300mA）
①除电源、开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用  　 （填字母代号）。
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图左所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的导线是      　（填字母代号）。

③该同学在实验中测得多组数据并描点如图所示，请在格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
④若小灯泡的电功率为P，则图中的图线可能正确的是 　　 。