高中物理实验题

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势E约为1.5 V，内电阻r小于1.0Ω)
B．电流表A₁（0～3 mA，内阻R_g1=10Ω)
C．电流表A₂(0～0.6 A，内阻R_g2="0.5Ω)"
D．滑动变阻器R₁(0～2.5Ω,1 A)      
E．滑动变阻器R₂(0～20Ω,l A)
F．定值电阻R₀ (500Ω)              
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，于是他设计了如图所示中甲的（a）、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是      图所示的电路（填写“a”或“b”）；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）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I₁―I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），请在图乙坐标系中作出I₁―I₂的定性图线。则图线斜率的绝对值等于             。（用题中所给的各物理量的符号表示）
（3）若将图线的纵坐标改为             ，横轴仍为I₂，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。
（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小。然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断    端为二极管的正极。（选填“左”、“右”）
（2）厂家提供的伏安特性曲线如右图，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：

A．直流电源E：电动势3V，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R：0～20Ω
C．电压表V₁：量程5V、内阻约50kΩ
D．电压表V₂：量程3V、内阻约20kΩ
E．电流表A：量程0.6A、内阻约0.5Ω
F．电流表mA：量程50mA、内阻约5Ω
G．待测二极管D
H．单刀单掷开关S，导线若干
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用     ，电流表应选用     。（填序号字母）
（3）为了达到测量目的，请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路原理图。

（4）为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：                                                               
                                                                    。

一位同学利用手边现有器材，设计了一个既能测量待测电阻Rx的阻值（约500Ω），又能测量电源E电动势的电路（如图8）

其中R₁：滑动变阻器阻值1000Ω； 
R₂：电阻箱最大阻值999.9Ω
G：电流表量程3mA，内阻约50Ω
E：电源电动势约为3V，内阻很小但不可忽略
①      试写出测量电阻Rx的实验步骤：
                                                                           
                                                                           
                                                                           
②在测出电阻Rx的值后，再利用此电路测量电源E的电动势。
需要测量的物理量有：                     
电源E电动势的表达式                               （用所测物理量表示）

某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：


（1）当地的重力加速度是多少？
（2）如何测定物体下落过程中某一位置的速度？
（3）下落过程中机械能是否守恒？
此同学依据以上问题设计了如下实验方案：
如图甲所示，将打点计时器（频率为）固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示。在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出。
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需            （填字母代号）中的器材。

A．交流电源、天平及毫米刻度尺

B．交流电源、毫米刻度尺

C．交流电源、毫米刻度尺及砝码

D．交流电源、天平及砝码

②计算当地重力加速度       。(用f, s₂, s₅表示)
③为了提高实验的准确程度，该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做图象外，还可作             图象，其纵轴表示的是             ，横轴表示的是                 。

(12分)某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）；
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω；
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω。

如图所示，当放在墙角的均匀直杆A端靠在竖直墙上，B端放在水平地面上，当滑到图示位置时，B点速度为v，则A点速度是         。（为已知）

质量的物体在拉力F作用下沿倾角为30°的斜面斜向上匀加速运动，加速度的大小为，力F的方向沿斜面向上，大小为10N。运动过程中，若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间物体的加速度的大小是____________；方向是____________。

（1）在“研究平抛物体的运动”的实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：

A．以O为原点，画出与y轴相垂直的水平轴x轴；

B．把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置；

C．每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹；

D．用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽；

E．在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直直线，定为y轴。

在上述实验中，缺少的步骤F是___________________________________________，
正确的实验步骤顺序是__________________。
（2）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v_o=　　　　　　（用l、g表示），其值是　　　　　（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是　　　　　　。

某实验小组探究弹簧的劲度系数与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针、、、、、、分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为；挂有质量为砝码时，各指针的位置记为；测量结果及部分计算结果如下表所示（为弹簧的圈数，取重力加速度为）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为.
                      

	P1	P2	P3	P4	P5	P6
x0 （cm）	2.04	4.06	6.06	8.05	10.03	12.01
x（cm）	2.64	5.26	7.81	10.30	12.93	15.41
n	10	20	30	40	50	60
k（N/m）	163	①	56.0	43.6	33.8	28.8
1/k（m/N）	0.0061	②	0.0179	0.0229	0.0296	0.0347

（1）将表中数据补充完整：①，②；
（2）以为横坐标，为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出图象；

（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数的关系的表达式为=；该弹簧的劲度系数与其自由长度（单位为）的表达式为=.

为探究小灯泡的电功率和电压U²的关系，小明测量小灯泡的电压和电流，利用得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1. 8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10。
（1）准备使用的实物电路如图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。（用笔画线代替导线）

（2）现有10、20和50的定值电阻，电路中的电阻应选_______的定值电阻。
（3）测量结束后，应先断开开关，拆除_______两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。
（4）小明处理数据后将、描点在坐标纸上，并作出了一条直线，是否正确?答: _____。

如图下图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．


①该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如上图所示，则d=________mm．
②实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是________；
③下列必要的实验要求是________．（请填写选项前对应的字母）

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使A位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节水平

D．应使细线与气垫导轨平行

④改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图象．（选填“”、“”或“”）．

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”）

如图所示，物块以V₀=4米/秒的速度滑上光滑的斜面D点做匀减速运动，途经A、B两点。已知在A点时的速度是B点时的速度的2倍，由B点再经0.5秒，物块滑到斜面顶点C，速度变为零，A、B相距0.75米，求：

（1）物体的加速度；
（2）斜面的长度；
（3）物体由D运动到B的时间

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）。

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____℃。