高中物理实验题

如图是“研究匀变速直线运动”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得₁=2.21cm， ₂=3.00cm，₃=3.81cm，₄=4.63cm，₅=5.45cm，₆=6.28cm。

（1）该打点计时器依次打出各计数点的时间间隔为T=        s
（2）打点计时器打计数点5时，小车的速度大小是v ₅=        m/s。（结果保留两位有效数字）
（3）为了尽量减小实验误差，利用该实验数据计算出小车的加速度大小为a =           m/s²（结果保留两位有效数字）。

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源．

(1)设电火花计时器的周期为T，计算F点的瞬时速度v_F的公式为v_F＝________；
(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表．以A点对应的时刻为t＝0，试在下图所示坐标系中合理地选择标度，作出v-t图象，并利用该图象求出物体的加速度a＝________ m/s²；(结果保留两位有效数字）

对应点	B	C	D	E	F
速度(m/s)	0.141	0.180	0.218	0.262	0.301

(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

为了探究某电阻R _t在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A为内阻不计、量程为3mA的电流表，E₁为电动势1.5V、内阻约1Ω的电源，R₁为滑动变阻器，R₂为电阻箱，S为单刀双掷开关。
  
（1）实验室中提供的滑动变阻器有两个：R_A（0-150Ω），R_B（0-500Ω）；本实验中滑动变阻器R₁应选用__________（填“R_A”或“R_B"）。
（2）完成下面实验步骤：
①调节温度，使R_t的温度达到t₁；
②将S拨向接点1，调节___________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；
③将S拨向接点2，调节__________，使电流表读数仍为I，记下此时电阻箱的读数R₀，则当温度为t₁时，电阻R_t＝________；
④改变R_t的温度，重复步骤②③，即可测得电阻R_t阻值随温度变化的规律。
（3）现测得电阻R_t随温度t变化的图象如图乙所示，把该电阻与电动势为3.0V、内阻不计的电源E₂、量程为3.0V的理想电压表V（图中未画出）和电阻箱R₂连成如图丙所示的电路。用该电阻作测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”。若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大，则应在原理图丙中________两点（填“ab”或“bc"）接入电压表。如果电阻箱阻值R₂＝75Ω，则电压表刻度盘2.0V处对应的温度数值为____℃。

在一次实验技能比赛中，一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻．该同学选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图)，其中R₀是保护电阻．

(1)该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是______________(请用接线柱处的字母去表达)．
(2)该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U－I图线如图所示．

根据图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
(3)若保护电阻R₀的阻值未知，该电源的电动势E、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R₀的阻值．该条线是________，需改接为________．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U、电流表示数为I，电源的电动势用E表示，内电阻用r表示，则R₀＝________.

右图所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁＝50 g、m₂＝150 g，则（计算结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；
（2）在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE_k＝________ J，系统势能的减少量ΔE_p＝______J；（取当地的重力加速度g＝10 m/s²）
（3）若某同学作出v²－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s²。.

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R₀ =2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s ²。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：

（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力的大小；
（3）导体棒受到的摩擦力。

我市第一中学物理兴趣小组的同学，打算用单摆测定当地重力加速度。
（1）用刻度尺测得摆长为，测量周期时用到了秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为1min，该单摆摆动n=50次时，长短针的位置如图所示，所用时间为t=________s。

（2）用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=__________（不必代入具体数据）。
（3）若有一位同学在实验时测出多组单摆的摆长l和振动周期T，作出T  ²—图象，就可以求出当地重力加速度.理论上T ² —图象是一条过坐标原点的直线，该同学根据实验数据作出的图象如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因最有可能是___。
②由图象求出的重力加速度g＝_______m/s²（取π²=9.87）。

某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路．已知滑片P与电阻丝有良好的接触，其他连接导线电阻不计．现有以下器材：
A．待测电流表G（量程为60mA，内阻Rg）；B．一段粗细均匀的电阻丝AB（横截面积为S=1.0×10^-7m²，总长度为L_总="60" cm）；C．定值电阻R=20Ω
；D．电源E（电动势为6V，内阻不计）；E．毫米刻度尺;F．电键S，导线若干

（1）按照电路图在图乙上用笔画线代替导线连接好电路，闭合电键S，调节滑片P的位置，测出电阻丝AP的长度L和电流表的读数I；改变P的位置，共测得5组L与I的值．
（2）根据测出的I的值，计算出的值，并在坐标纸上描出了各数据点(L，)，如图丙所示，请根据这些数据点在图丙上作出－L的图象．
（3）由－L的图象可得待测电流表内阻R_g=________Ω，电阻丝电阻率ρ=_________Ω·m.（结果保留两位有效数字）
（4）实验所提供的器材中，如果电源E的内阻未知且不能忽略，其他条件不变，则（  ）
A．仍能测出R_g和ρ                                        B．R_g和ρ均不能测出
C．只能测出R_g                                                D．只能测出ρ

某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
器材（代号）        规      格
电流表（A₁）        量程0～50mA,内阻约为50Ω
电流表（A₂）        量程0～200mA,内阻约为10Ω
电压表（V₁）        量程0～3V,内阻约为10kΩ
电压表（V₂）        量程0～15V,内阻约为25kΩ
滑动变阻器（R₁）    阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A
滑动变阻器（R₂）    阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA   
直流电源（E）      输出电压6V，内阻不计
开关（S）  导线若干
（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用          ；电压表应选用        ；滑动变阻器应选用          .(以上均填器材代号)

（2）为达到上述目的，请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号.
（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而       （选填“增大”、“减小”或“不变”），当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为     W．

某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U-R关系图象。
（2）用待测电阻R_x替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用（1）中测绘的U-R图象可得R_x="_________" Ω。

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。

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)。

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。

打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，

(1)乙图是        打点计时器，所接电源为频率为50Hz的        电源时(填直流或交流)，每隔__________ s打一次点.
(2)在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如下图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如下图所示（单位：cm）

①在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v₁=        m/s，物体的加速度a=      m/s²（保留两位有效数字）
②该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点5到0点的距离为          cm。

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：                           。

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       。