高中物理实验题

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为         ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：

弹簧压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小球飞行水平距离s/×10^2cm	2.01	3.00	4.01	4.98	6.01	6.99

结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为        ；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为       。

某同学为测定金属丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R₀=4.0Ω，电源的电动势E=3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。

（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d =________mm。
（2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：

x(m)	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
I(A)	0.49	0.43	0.38	0.33	0.31	0.28
(A^-1)	2.04	2.33	2.63	3.03	3.23	3.57

①将表中数据描在坐标纸中，如图丙所示。作出其关系图线，图象中直线的斜率的表达式k =_______（用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ =_______（保留两位有效数字）。
②根据图丙中关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r =______Ω（保留两位有效数字）。

某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验。
（1）图乙是实验桌上的一把游标卡尺，该同学应该用游标卡尺_______部分（填字母序号）测量小车上挡光片的宽度。测量结果如图丙所示，则挡光片的宽度为cm；

（2）实验中通过调节让小车匀速下滑，目的是；然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车每次都从同一位置释放，此位置距光电门距离为l，设挡光片的宽度为d，光电门记录的挡光时间为t，则小车加速度的表达式a=_______；
（3）实验中多次改变所挂重物的质量，测出对应的加速度a，通过力传感器读出拉力F，则下列图像中能正确反映小车加速度a与拉力F关系的是（   ）

现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据。现进行如下实验操作：
（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正负两极，指针偏转情况如图，由此可知其电动势约为_________V。是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：__________（选填“可以”或“不可以”）
（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：

A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）

B．电压表(量程3V,内阻为3kΩ)

C．电压表(量程30V,内阻为30kΩ)

D．定值电阻R1=500Ω

E．定值电阻R₂=5000Ω
F．滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G．开关及导线
①该实验中电压表应选________，定值电阻应选_________(均选填选项前的字母序号)
②在方框中画出实验电路图，并将实物连线图补充完整。

③若将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电
动势和内阻间的关系式为_________。

如图xoy平面内有向里的匀强磁场，磁感应强度B="0" 1T，在y轴上有一粒子源，坐标为(0，0 2m)，粒子源可以在xoy平面内向各个方向均匀射出质量m="6" 410^-27kg、带电量q="+3" 210^-19C、速度v="1" 010⁶m/s的带电粒子，一足够长薄感光板从图中较远处沿x轴负方向向左缓慢移动，其下表面和上表面先后被粒子击中并吸收粒子，不考虑粒子间的相互作用，（），求：

（1）带电粒子在磁场中运动的半径及下表面被粒子击中时感光板左端点位置；
（2）在整个过程中击中感光板的粒子运动的最长时间；
（3）当薄板左端运动到(-0 2m，0)点的瞬间，击中上、下板面的粒子数之比；

如图甲所示，竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场（上、下及左侧无边界）。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球，以水平初速度 沿PQ向右做直线运动若小球刚经过D点时（t=0），在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时与PQ连线成 角，已知D、Q间的距离为 ， 小于小球在磁场中做圆周运动的周期，忽略磁场变化造成的影响，重力加速度为g。求：

（1）电场强度E的大小
（2）与的比值
（3）小球过D点后做周期性运动。则当小球运动的周期最大时，求出此时磁感应强度 及运动的最大周期 的大小，并在图中画出此情形下小球运动一个周期的轨迹。

某中学研究性学习小组利用甲图实验装置，探究小车在一串链条作用下的运动规律，开始释放链条时其下端离地面有一定高度，实验操作准确规范，对清晰纸带进行数据处理后，在坐标纸上作出链v-t图象(图乙)．

(1)观察乙图，请描述小车的运动情况及链条对应的状态       并求出BC段对应的平均速度为     m/s.
(2)若链条质量为0．20kg，则小车质量为       kg  (结果均保留两位有效数字)

如图甲所示,一个轻质弹簧右端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧的左端施加变化的水平作用力（拉力或压力）时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像（如图乙），弹簧始终在弹性限度内。则下列判断正确的是：

A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B．弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比

C．该弹簧的劲度系数是200 N/m

D．该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变

现有一刻度盘总共有N小格、且刻度均匀，量程未准确确定的电压表V₁，已知其量程在13—16V之间，内阻。为测定其准确量程U₁，实验室提供了如下表所列的器材，要求方法简洁，尽可能减少误差，并能测出多组数据。

器材（代号）	规格
标准电压表V2	量程3V，内阻r2=30kΩ
电流表A	量程3A，内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器R	总阻值1kΩ
稳压电源E	20V，内阻很小
开关S、导线若干

（1）某同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种电路图

你认为选择_______电路图测量效果最好。（填“甲”、“乙”、“丙”）
（2）根据测量效果最好的那个电路图，将下列有关器材连接成测量电路。

（3）若选择测量数据中的一组来计算V₁的量程U₁，则所用的表达式U₁=____________，式中各符号表示的物理量是：_______________________________________________。

小青和小红都想测量某种液体的密度。

（1）小青的方法是：首先将天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧，她应向______（选填“左”或“右”）侧调节平衡螺母，直至指针指在分度盘中央刻度线。
收集数据：
①向瓶中倒入适量液体，用天平测出瓶和液体的总质量m₁=________g，如图甲所示；
②将瓶中的部分液体倒入量筒中，用天平测出瓶和剩余液体的质量m₂，如图乙所示；
③用量筒测出倒入液体的体积V=_________mL，图丙所示。

由以上数据可以得到液体的密度ρ_液=__________g/cm³。（写出具体数值）
（2）小红用水、石块（密度大于被测液体密度）、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密度，如图所示（ρ_水为已知）：
①用细线系住石块，并挂在弹簧测力计下，测得其重力为G，如图甲所示；
②用弹簧测力计拉住石块使其浸没在水中，测得拉力为F₁，如图乙所示；
③用弹簧测力计拉住石块使其_______在待测液体中，测得拉力为F₂。
由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ_液=__________________，石块密度的表达式ρ_石=_______________（用本次实验收集到的物理量表达，水的密度用ρ_水表达）。
（3）从实验操作的简单、方便这个角度来看_________（选填：“小青”或“小红”）的方法更好。

某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：

A．表面光滑的长木板（长度为L）

B．小车

C．质量为m的钩码若干个

D．方木块（备用垫木板）

E．米尺
F．秒表
实验过程：
第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜而顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a＝________求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间________（填“改变”或“不改变”），经过分析得出加速度与质量的关系为_______________。
第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。
实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα＝。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g＝________m／s²。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________________。

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       。

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＝______________________。

测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．

AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的  垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E_kB=_________；
（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E_kC=          ；
（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W_f=  ；
（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=          。
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是         。
（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是    （写出一个可能的原因即可）。

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．