高中物理实验题

如图所示，半径R = 0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内，加上某一水平方向的匀强电场时，带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动，它的电量q＝1.00×10^－7C。圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ，在A点时小球对轨道的压力N = 1.2N，此时小球的动能最大．若小球的最大动能比最小动能多0.32J，且小球能够到达轨道上的任意一点（不计空气阻力，g取10m/s²）．则：

⑴小球的最小动能是多少？
⑵小球受到重力和电场力的合力是多少？
⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道，并保持其他量都不变，若小球在0.4s后的动能与它在A点时的动能相等，求小球的质量和电场强度。

如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关系”的实验装置：

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持               ，用钩码所受的重力作为             。用DIS测出小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如图所示）

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是                     
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是       
A. 小车与轨道之间存在摩擦
B. 导轨保持了水平状态
C. 所挂钩码的总质量太大
D. 所用小车的质量太大
（3）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图：长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d, 用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s, 以及A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂;
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t;
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值;
⑤利用所测数据求出摩擦力F_f和斜面倾角的余弦值cos α；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F_f—cosα关系曲线.
用以上测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）；
①斜面倾角的余弦cosα=                   
②滑块通过光电门时的速度v=               
③滑块运动时的加速度a=             
④滑块运动时所受到的摩擦阻力F_f=                           

下图是做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中打点计时器打出的纸带。纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出。已知记数点之间的距离：S₁=1.21cm，S₂=2.42cm，S₃=3.62cm，S₄=4.83cm。则记数点3对应的小车速度v₃=      m/s；小车运动的加速度a=    m/s²；记数点0对应的小车速度v₀=      m/s。((结果均保留两位有效数字)

用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验:
（1）为进行该实验，备有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是                  。缺少的器材是            。
（2）若实验中所用重物的质量m=1kg，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如下图所示，O、A、B、C、D为相邻的几点，测的OA=0.18cm、OB=0.76cm、OC=1.7cm、OD=3.0cm，查出当地的重力加速度g=9.80m/s²，则重物在B点时的动能E_kB=         J。从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是     J，由此得出的结论是                                         。(计算结果保留三位有效数字)

（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，以v²/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的        ，就证明机械能是守恒的，图像的斜率代表的物理量是                  。

在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作得出的纸带如图所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g＝9.80 m/s²，测得所用的重锤的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点时：

（1）重力势能的减少量等于________ J。
（2）动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．

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___________________.

在做单摆实验时，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，细激光束与球心等高，如右图所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如下图所示，则该单摆的振动周期为__________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用密度不变，直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将__________（填“变大”、“不变”或“变小”），下图中的Δt将__________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
2 t₀；变大；变大

一块电流表的内阻大约是几百欧，某同学用如图所示的电路测量其内阻和满偏电流，部分实验步骤如下：

①选择器材：两个电阻箱、2节干电池（每节电动势为1.5V，内阻不计）、2个单刀单掷开关和若干导线；
②按如图所示的电路图连接好器材，断开开关S₁、S₂，将电阻箱1的电阻调至最大；
③闭合开关S₁，调节电阻箱1，并同时观察电流表指针，当指针处于满偏刻度时，读取电阻箱1的阻值为500 Ω；
④保持电阻箱1的电阻不变，再闭合开关S₂，只调节电阻箱2，并同时观测电流表指针，当指针处于半偏刻度时，读取电阻箱2的阻值为250 Ω。
通过分析与计算可知：
（1）电流表内阻的测量值R_A＝__________；电流表的满偏电流值I_g＝__________；
（2）该同学对此电流表进行改装，使改装后的电流表量程为3 A，则改装后的电流表的内阻＝__________。

如图所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图象和速率—时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g="9.8" m/s²，结果保留一位有效数字).

(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如下图实所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a =      m/s²，摩擦力对滑块A运动的影响         .(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)

(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变         可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变          可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系.
(3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的x-t图线如下图实所示.图线不对称是由于       造成的，通过图线可求得滑块与滑板间的动摩擦因数=         .

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．

某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，已知小木块与斜面和水平面的滑动摩擦因数相同，小木块由斜面上的A点静止下滑，经过B点到达水平面上的C点静止，A.C两点间的水平距离为X，小木块可视为质点，回答下列问题：

（1）小木块质量为m，重力加速度大小为g，若滑动摩擦因数为，由A点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为=__________
（2）为尽量简便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？
A.小木块的质量m
B.斜面倾角
C.A.B两点间的距离
D.A.C两点间的竖直高度差h
E.A.C两点间的水平距离x
（3）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数=___________；
（4）小木块运动到B点时，由于与水平面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际滑动摩擦因数相比，其值将________（填“偏大”“相等”或“偏小”）

某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①②③。实验装置如图所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为W。 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。 小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是            ；
(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的     部分进行测量；
(3)同学们设计了以下表格来记录数据。其中w₁、w₂、w₃、w₄ ……表示橡皮筋对小车做的功, v₁、v₂、v₃、v₄、……表示物体每次获得的速度

实验次数	1	2	3	4	……
w	w1	w2	w3	w4	……
v	v1	v2	v3	v4	……

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w—v图象，由图象形状得出结论w。他们的做法是否合适？请说明理由：                           。

下图是用小车拖动纸带，用打点计时器测定匀加速运动的加速度打出的一条纸带，电源频率为50Hz。A.B.C.D.E为在纸带上所选的记数点。相邻计数点间有四个计时点未画出。

（1）打点时小车应与纸带________（填左或右）端连接
（2）AC段小车平均速度v_AC =m/s；打点计时器打下A点时小车的瞬时速度v_A = m/s。
（3）设AB.BC.CD.DE间距离分别用s1、s2、s3、s4表示，相邻两计数点间隔时间用T表示，则用s1、s2、s3、s4 和T表示小车加速度的表达式a=；代入数据，求得加速度为a=m/s².（（2）（3）问的计算结果保留小数点后两位）

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）．

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)