高中物理实验题

某实验小组欲以图甲装置中的小车(含固定在小车上的挡光片)为研究对象来验证“动能定理”。他们用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间。若小车质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m。

(1)实验中，小车所受摩擦力的功不便测量，故应设法消除摩擦力对小车运动的影响，需要进行的操作是______；
(2)在完成了(1)的操作后，为确保小车运动中受到的合力与砝码盘和盘中砝码的总重力大致相等，m、M应满足关系是______。
(3)用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图所示，则d=______mm；用刻度尺量得A、B之间的距离为L；
(4)将小车停在桌面上的C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，小车通过A、B时的遮光时间分别为t₁、t₂，已知重力加速度为g，则本实验最终要探究的数学表达式应该是______(用相应的字母m、M、t₁、t₂、L、d表示)。

某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验时，正确测量并记录了5组数据，将测量数据描点如下图，请在图上作出相应图象，并求得待测蓄电池的电动势E为______V，内阻r为_____Ω，（结果均保留三位有效数字）

（1）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量方法，研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的是
A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a = _____   m/s²，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小V_C =  ______　 m/s．（结果保留二位有效数字）

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示（小车质量保持不变）：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/ m/s^2	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

a．根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象

b．若作出的a-F图象不过坐标原点，可能的原因是：_______________________。
（2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，
实验室备有下列器材选用：
干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω）；电流表G（满偏电流2.0mA，内阻R_g=10Ω）；
电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；
滑动变阻器R₁（0~20Ω，10A）；
滑动变阻器R₂（0~300Ω,1A）；
定值电阻R₀=999Ω；
开关和导线若干。
某同学设计了如图甲所示的电路进行实验：

①该电路中为了操作方便且能准确地进行测量， 滑动变阻器应选      （填写器材前的字母代号“R₁”或“R₂”）； 在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动端c移动至
    （填“a端”、“中央”或“b端”）。
②根据图甲在图乙的实物图上连线。

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）

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）．

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的           （填正确答案标号）。

A．小球的质量m

B．小球抛出点到落地点的水平距离s

C．桌面到地面的高度h

D．弹簧的压缩量△x

E.弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=            。
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线。从理论上可推出，如果h不变。m增加，s—△x图线的斜率会       （填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会    （填“增大”、“减小”或“不变”）。由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的         次方成正比。

光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置（发射激光的装置是激光二极管，发出的光很细），如图中的A和，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B和，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束，光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用时间。现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有                 （每个物理量均用文字和字母表示，如高度H）；验证机械能守恒定律的关系式为                。

（1）下图为同一个打点计时器打出的四条长度相同的纸带，则下面判断正确的是 ____________(填选项前的字母)

A．甲纸带加速度最大            B．乙纸带加速度最大
C．丁纸带平均速度最小          D．丙纸带平均速度最大
（2）利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材为:
（A）干电池两节，每节电池的电动势约为1.5V，内阻未知
（B）直流电压表V₁、V₂，内阻很大
（C）直流电流表A，内阻可忽略不计
（D）定值电阻R₀，阻值未知，但不小于5W
（E）滑动变阻器
（F）导线和开关
①甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如下表所示：

U/V	2.62	2.48	2.34	2.20	2.06	1.92
I/A	0.08	0.12	0.19	0.20	0.24	0.28

试利用表格中的数据作出U-I图，由图像可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为__________V，内阻为__________W（均保留2位有效数字）。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表__________（选填“V₁”或“V₂”）


②乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后，连接好原电路继续实验，实验时用U₁、U₂、I分别表示电表V₁、V₂、A的读数，并将滑动变阻器的滑片移动到不同位置，记录了U₁、U₂、I的一系列值。他在同一坐标纸上分别作出U₁-I、U₂-I图线，则所做的直线斜率较大的图线是 ________________（填U₁-I或U₂-I）。定值电阻R₀的计算表达式是R₀=________________（用测得的物理量表示）。

）I．(1)用螺旋测微器测小球直径时，示数如图甲所示，这时读出的数值是　 mm。
（2）用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时，示数如图乙所示，此工件的宽度为　　　cm。

II．某实验小组要描绘一只规格为“2.5V  0．5A”小电珠的伏安特性曲线，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3.0V。内阻不计)
B．电压表V(量程为0～3.0V，内阻约为2k)
C．电流表A(量程为O～0.6A，内阻约为l)
D．滑动变阻器R(最大阻值l0，额定电流1A)
（1）为完成本实验，请用笔画线当导线，将下列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)

如果电路中的所有仪器都完好，闭合开关后无论如何调节滑动变阻器，发现小灯泡
亮度发生变化．但电压表、电流表的示数均不能为零．试判断可能是哪根导线发生了断
路?请用“×”在相应的导线上标出．
（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

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

（3）如果用一个电动势为1.5V，内阻为3的电源与该小电珠组成电路．则该小电珠的实际功率约为　　　W(保留两位有效数字）.

为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下的实验步骤：

A．将一端带滑轮的长木板放在水平桌面上，使带滑轮的一端伸出桌沿，在无滑轮的一端安装打点计时器，打点计时器跟50HZ交流电源相连。

B．将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在木板的右端垫一个垫块，前后移动垫块，使小车拖着纸带沿木板向下运动时打点计时器在纸带上所打的点恰好间隔相等。

C．保持木板与水平桌面间夹角不变，继续将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在质量分别为10g、50g、100g的三种钩码中，挑选了一个质量为100g的钩码挂在拉线的挂钩P上，如图甲所示。

D．打开打点计时器的电源，由静止释放小车，打出一条纸带如图乙所示。

（1）他在打点计时器所打的第一个点上标上O，在O点后面一定距离处开始每5个点作为一个计数点，依次标上“1”、“2”、“3”，用刻度尺测出了“1”、“2”、“3”各计数点到O点的距离S₁、S₂、S₃的值如图乙所示。则计数点“1”、“2”、“3”中两相邻计数点间的时间间隔T=     s，打点计时器打下计数点“2”时小车的速度v₂=      m/s。（小数点后保留两位）
（2）他把小车作为研究对象，将钩码的重力当作小车受到的合力，利用打计时器打下O点到打下计数点“2”的过程来探究合力对小车做的功与小车动能改变的关系，若实验所在地的重力加速度g=9.80m/s²，则合力对小车做的功为W=____ _  ___ J，小车动能的改变为△E_k="________" J。
（3）比较W和△E_k的大小，显然W与△E_k相差较大，即他不能得到“合力对物体做的功等于物体动能的改变”这一结论，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮他分析一下，造成以上实验结果的主要原因是：                                                。

实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，如图所示。另外，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“保持电阻阻值不变，在相同时间内通过电阻的电流越大，电流通过电阻产生的热量越多”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

在测定一节干电池的电动势和内电阻实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0Ω ）
B．电流表A₁（量程0—3 mA，内阻R_g1＝10Ω）
C．电流表A₂（量程0—0.6 A，内阻R_g2＝0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0—20Ω，10 A）
E．滑动变阻器R₂（0—200Ω，l A）
F．定值电阻R₀（990Ω）
G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数，且I₂的数值远大于I₁的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。
（3）若将图线的纵坐标改为______，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小

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)

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＝______________________。

（1）a.用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图所示，则测量结果应该读作________mm
     
b.用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为________mm.
（2）某同学家里有一个“，”的小灯泡。
①该同学使用多用电表粗略测量小灯泡不工作时的电阻。请你根据实验要求，完成下列实验步骤。
．用螺丝刀旋动指针定位螺丝，使指针对准电流的“0”刻线；
．将选择开关旋转到电阻档              的位置（“”、“”、“”）；
．将红、黑表笔插入插孔，                ；
．表盘指针位置如图所示，小灯泡不工作时的电阻约为         ；
．测量完毕，拔出两表笔，将选择开关旋转到交流电压最高档。

②为描绘该小灯泡的伏安特性曲线，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下：

A．电流表一只(量程，内阻约为)

B．电压表一只(，内阻约为)

C．滑动变阻器(，额定电流为)

D．滑动变阻器(，额定电流为)

E．蓄电池（电动势，内电阻约为）
F．开关、导线若干，待测灯泡一个
在描绘小灯泡伏安特性曲线时，选择合适的器材，连接实验电路如图，在连接电压表时发现，电压表的量程不能满足实验要求，该同学想到用多用电表直流电压档完成实验，将选择开关旋转到直流电压“”档（内阻约为几千欧姆），然后将黑表笔接在         ，红表笔接在       （填、或），完成实验。