高中物理实验题

某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
F/N	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
t/（ms）	28.6	23.3	20.2	18.1	16.5
t^2/（ms）^2	818.0	542.9	408.0	327.6	272.25
t^-2/[×10^-4(ms)^-2]	12.2	18.4	24.5	30.6	36.7

(1)若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d,读出遮光条的宽度d＝1.050cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为         m/s(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为              。
⑶本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出       (选填)的关系图象，请作出该图线。
⑷根据作出的图像，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是                     。

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

（1）图线_   _是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）
（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 _   _

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）

B．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量

C．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

（3）小车和位移传感器发射部分的总质量为_   _kg；小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为_   __N。

为了测量某种材料制成的电阻丝R_x的电阻率，提供的器材有：
A．电流表G，内阻R_g=120，满偏电流I_g="3" mA
B．电流表A，内阻约为1，量程为0～0.6A
C．螺旋测微器，刻度尺
D．电阻箱R₀（0～9999，0.5A）
E．滑动变阻器R（5，1A）
F．电池组E（6V，0.05）
G．一个开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用________档（填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示.

（2）把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6 V的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为R₀=______.
（3）请用改装好的电压表设计一个测量电阻R_x阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，请将图中电路图补画完整.

（4）电阻率的计算：测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d.电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I₁，电流表A的示数为I₂，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式_________.

某实验小组要描绘一只规格为“2.5V，0.5A” 小灯泡的伏安特性曲线，除了提供导线和开关外，还有以下一些器材：
A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计)
B．电压表V(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)
C．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)

(1)为完成本实验，请用笔画线当导线，将实物图连成完整的电路，要求实验误差尽可能的小．(图中有几根导线已经接好)
(2)下表中的数据是该小组在实验中测得的，请根据表格中的数据在方格纸上作出电珠的伏安特性曲线．根据I－U图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是            ．

U/V	0.00	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
I/A	0.00	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图所示的装置．

（1）下列说法中正确的是  ．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该控制小车的质量不变
C．在探究加速度a与小车质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出图象
（2）如图是小车做匀变速直线运动得到的一条纸带，相邻的两计数点之间有四个计时点没画出来，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得=5.18cm，=4.42cm，=3.62cm，=2.78cm，=2.00cm，=1.20cm。则相邻两计数点间的时间间隔为__________s；小车的加速度大小a=_____________m/s²，小车做_________运动（填“加速””减速”或“匀速”）；打点计时器打计数点3时，小车的速度大小=___________m/s。（结果小数点后只保留三位有效数字）

某电流表的量程为I₀="50" mA，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	B．6 V直流电源E
C．“0～10Ω，1A”滑动变阻器R1	D．“0～100Ω，50mA”滑动变阻器R2

E．“0.6 A,0.5Ω” 标准电流表       F．“3A，0.01Ω”标准电流表
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____________________________.

在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器()、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₁,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x₁;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₂,弹簧对应的长度为x₂,则弹簧的劲度系数k=__________.

甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量范围是0~4V的直流电压表。

①她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r_g，其中电阻R₀约为1k。为使r_g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用       ，电阻器R₁应选用    ，电阻器R₂应选用        （选填器材前的字母）。
A电源（电动势1.5V）            B电源（电动势6V）
C电阻箱(0~999.9)             D滑动变阻器(0~500)
E电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）(0~5.1k)
F电位器（0~51k）
②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R₂的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：         ,         ,         ,         ,最后记录R₁的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

A．闭合S1

B．闭合S2

C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

E.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R₁的阻值为300.0，则图中被测电流计G的内阻r_g的测量值为    ，该测量值      实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。
④给电流计G        联（选填“串”或“并”）一个阻值为       k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表。

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．

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

（1）安装好实验器材，要调节气垫导轨调至水平。操作应该是不挂砝码盘和细线，如果滑块                                                则气垫导轨调整至水平状态。
（2）从装置图中读出两光电门中心之间的距离s＝           cm；通过下图游标卡尺测得挡光条的宽度d=          mm

（3）挡光条的宽度为d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt₁和Δt₂，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是                           ；
（4）实验所验证的动能定理的表达式          （用（2）（3）中字母表示）
（5）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？        （填“是”或“否”）。

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＝______________________。

某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
    
（1）电火花计时器的工作电压为______，频率为________。
（2）打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）
（3）纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为    m/s²。
（4）若当地的重力加速度数值为9.8 m/s²，请任意写出一个测量值与真实值有差异的原因：            。

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50H_Z，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．

相邻的两个连续计数点间距依次为：
S₁＝1.00 cm、S₂＝2.78 cm、S₃＝4.55 cm、S₄＝6.35 cm、S₅＝8.10 cm、 S₆＝9.93 cm ，
（1）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=______s
（2）小车做           运动
（3）小车的加速度是____________ m/s²，
（4）在打计数点3时小车运动的速度是________ m/s.(计算保留3位有效数字)

某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值．
待测电源(电动势约3V，内阻约1Ω)
一个阻值未知的电阻
电压表两块(内阻很大，量程3V)
电流表(内阻约为5Ω，量程0.6A)
滑动变阻器A(0～30Ω，3A)
滑动变阻器B(0～200Ω，0.2A)
电键一个，导线若干
该同学设计了如图甲的电路，用U₁、U₂、I分别表示电表V₁、V₂、A的读数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置时，得到下表所示数据：


根据题中所给信息回答下列问题：
⑴滑动变阻器应选择          (选填器材代号“A”或“B”)；
⑵根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整；
⑶该同学根据表中数据在图丙中已经画出了U₃-I(U₃＝U₁－U₂)图线，请你在图中画出U₂-I图线；
⑷根据图线，求出电源电动势E＝        V，内阻r＝       Ω，定值电阻R₀＝       Ω．

某同学做“测定金属电阻率”的实验。
①需要通过实验直接测量的物理量有：                                      （写出名称和符号）。
②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3V，内阻约1）
B．电流表（0—3A，内阻约0.025）
C．电流表（0—0.6A，内阻约0.125）
D．电压表（0—3V，内阻约3k）
E．电压表（0—15V，内阻约15k）
F．滑动变阻器（0—20，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0—1000，额定电流0.3A）
H．开关，导线
实验时应选用的器材是                   （填写各器材的字母代号）。
③请在下面的虚线框中画出实验电路图。
④这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为                   。