高中物理实验题

如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．

（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车（附细线）、一头带滑轮的长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
F．钩码
（2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x=______cm；C点对应的速度是v=______m/s；小车的加速度a=______m/s²；（计算结果保留二位有效数字）

在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量—金属丝的电阻。

（1）该同学先用欧姆表“ $\times 1$”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是_______ $\text{Ω}$。

（2）除电源（电动势 $3.0V$，内阻不计）、电压表（量程 $0~3V$，内阻约 $3k\Omega$）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：

A. 电流表（量程 $0~0.6A$，内阻约 $0.1\Omega$）

B．电流表（量程 $0~3.0A$，内阻约 $0.02\Omega$）

C．滑动变阻器（最大阻值 $10\Omega$，额定电流 $2A$）

D．滑动变阻器（最大阻值 $1k\Omega$，额定电流 $0.5A$）

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用_______。（选填实验器材前对应的字母）

（3）该同学测量金属丝两端的电压 $U$和通过金属丝的电流 $I$，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的 $U-I$图线_____，根据图线得出该金属丝电阻 $R=$________ $\Omega$（结果保留小数点后两位）。

（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。（ ）

测量“水果电池”的电动势和内电阻：将一个铜片和一个锌片分别插入同一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不到3mA。现用量程合适的电压表（内阻约为5000Ω）、电流表（内阻约为5Ω）以及滑动变阻器、电键、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻。
(1)如果既要满足测量要求又要误差较小，应该选择下图甲乙哪个电路图？(      )

(2)若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0--30Ω）、B（0—3KΩ）。本实验应该选用哪个变阻器？(     )
(3)在实验中根据电压表和电流表的读数值，经描点、连线得到了上图的U---I图象，则根据图中所给的数据，则“水果电池”的电动势和内电阻分别为E=" _________" V;  r=" ________" Ω

某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
（1）他组装单摆是在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是           （多选，填字母代号）
A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则摆球的直径为       mm，单摆摆长为         m

（3）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是             （填字母代号）

现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示．

（1）由上图读得圆柱体的直径为      mm，长度为      cm．
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=     ．

在“探究求合力的方法”的实验中，小龚同学用了两个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧秤来测量拉力.实验之前他先检查了弹簧秤，然后进行实验：

（1）实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是        ；本实验采用的科学方法是       (填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”).
（2）学生实验时，我们是用两只弹簧称在水平桌面上完成这个实验的，如下图所示。某次测量时，左、右两只弹簧称的读数如图所示，则其中一个弹簧称的读数是________N。

在进行“探究速度随时间变化的规律”的实验中，
(1)如下图是四位同学用重锤代替小车，将打点计时器竖直安放进行实验时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是(       )

(2)关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列四种操作中你认为正确的是（      )
A．接通电源和放手应同时
B．先放手后接通电源
C．先接通电源后放手
D．接通电源和放手的先后顺序对实验没影响
(3)已知打点计时器所用电源频率为50Hz。测得所用的重物的质量为0.20kg，实验中得到一条清晰的纸带，如图所示是截取了某一段纸带用刻度尺（单位：cm）测量纸带时的情景，其中取了A.B.C三个计数点，在相邻两计数点之间还有一个打印点，可知，重物下落过程中B点的瞬时速度为        m/s，重物下落的加速度为        m/s²。(结果均保留2位有效数字)

在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，现备有以下器材：
A.干电池l节
B.滑动变阻器(0～50Ω)
C.滑动变阻器{0～1750Ω}
D.电压表(0～3V)
E.电压表(0～15V)
F.电流(0—0.6 A)
G.电流表(0一3 A)
其中滑动变阻器应选       ，电流表应选         ,电压表应选     ．（填前面字母即可）
如图是根据实验数据画出的U-I图象，由此可知这个干电池的电动势E=   V，内电阻r＝   Ω。

如图是“探究求合力的方法”实验示意图。将橡皮条的一端固定于A点，图甲表示在两个拉力F₁、F₂的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O点；图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。

（1）以下实验操作过程中正确的是        ；
A．甲实验时，两个拉力的大小应相等
B．甲实验时，两个拉力的方向应互相垂直

C．乙实验时，只须使橡皮条的伸长量与甲实验相等

D．乙实验时，仍须将橡皮条的结点拉到Ｏ点
（2）图丙中的F与F＇两力中，方向一定沿AO方向的是    ；
（3）本实验采用的科学方法是        。
A. 理想实验法     B. 等效替代法       C. 控制变量法

某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内电阻．已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表(0～3V,3kΩ)、电流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

(1)实验中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．
(2)在下图方框中画出实验电路图．

(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如上图所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.

（1）图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示。

① OD间的距离为________cm。
② 右下图是根据实验数据绘出的s-t²图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示________，其大小为________m/s²（保留三位有效数字）。

2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

$\left(i\right)$如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为 $53°$，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。

$\left(\mathit{ii}\right)$调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离 $L$与运动时间 $t$的数据。

$\left(\mathit{iii}\right)$该同学选取部分实验数据，画出了 $\frac{2L}{t}-t$图象，利用图象数据得到小物块下滑的加速度大小为 $5.6m/s^2$。

$\left(\mathit{iv}\right)$再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

（1）当木板的倾角为 $37°$时，所绘图象如图乙所示。由图象可得，物块过测量参考点时速度的大小为　　 $m/s$；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的 $A$、 $B$两点，利用 $A$、 $B$两点数据得到小物块下滑加速度的大小为　　 $m/s^2$（结果均保留2位有效数字）。

（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为　　 $m/s^2$．（结果保留2位有效数字， $\sin 37°=0.60$， $\cos 37°=0.80)$

某同学用如图所示的电路测定一电动势约2.8V的电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：

A．电压表（0～3V，内阻约5kΩ）

B．电流表（0～100mA，内阻1Ω）

C．定值电阻R1（阻值0.2Ω）

D．定值电阻R2（阻值5.0Ω）

E．滑动变阻器R₃（阻值0～15Ω）
F．开关、导线若干

操作步骤如下：
①该同学考虑由于电流表量程过小，需要扩大电流表量程．应在电流表上______（填“串联”或“并联”）定值电阻______（填“R₁”或“R₂”）．
②将改装后的电流表重新接入电路，并把滑动变阻器阻值仍调到最大，此时电流表指针偏转角度较小．逐渐调小滑动变阻器阻值，电流表示数有较大的变化，但电压表示数基本不变，该现象说明
________________________________________________．
③为了让实验能正常进行，该同学对上图的电路做了适当改进，请在方框内画出改进后的电路图．（要求标出新添加元件的符号及角标）
④用改进后的电路测定出两组数据：第一组数据为U₁＝1.36 V，I₁＝45mA；第二组数据为U₂＝2.00 V，I₂＝25 mA，则电池的内阻为________ Ω（计算结果保留两位小数）．

如图是“探究求合力的方法”实验示意图。将橡皮条的一端固定于A点，图甲表示在两个拉力F₁、F₂的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O点；图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。

（1）以下实验操作过程中正确的是        ；
A．甲实验时，两个拉力的大小应相等
B．甲实验时，两个拉力的方向应互相垂直
C．乙实验时，只须使橡皮条的伸长量与甲实验相等
D．乙实验时，仍须将橡皮条的结点拉到Ｏ点
（2）图丙中的F与F＇两力中，方向一定沿AO方向的是    ；
（3）本实验采用的科学方法是        。
A. 理想实验法     B. 等效替代法       C. 控制变量法

某同学在研究电磁感应现象的实验中，设计了如图所示的装置，线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表相同，零刻度居中。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。

（1）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，乙电流表的偏转情况是       。（选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）
（2）从上述实验可以初步得出结论：
①                                                                 。
②                                                                 。