高中物理实验题

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

（1）某同学用一50分度游标卡尺测定一金属杆的直径，示数如图甲所示，则该金属杆的直径________mm.另一同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图乙所示，其读数应为___________mm.

（2）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R₁是标称值为4.0 Ω的定值电阻．
①已知灵敏电流计G的满偏电流I_g＝100 μA，内阻r_g＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只阻值为________Ω（保留一位小数）的定值电阻R₀；
②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；

③该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．（填选项前的字母）

A．电压表内阻的影响

B．滑动变阻器的最大阻值偏小

C．R1的实际阻值比标称值偏大

D．R0的实际阻值比计算值偏大

在伏安法测电阻的实验中，待测电阻约为200Ω，电压表的内阻约为2kΩ，电流表的内阻约为1Ω，测量电阻中电流表的连接方式如图a或如图b所示，计算结果由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为和，则______(选填“”或“”)更接近待测电阻的真实值，且测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．

某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：

A．表面光滑的长木板（长度为L）

B．小车

C．质量为m的钩码若干个

D．方木块（备用垫木板）

E．米尺
F．秒表
实验过程：
第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜而顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a＝________求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间________（填“改变”或“不改变”），经过分析得出加速度与质量的关系为_______________。
第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。
实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα＝。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g＝________m／s²。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________________。

某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

（1）安装好实验器材，要调节气垫导轨调至水平。操作应该是不挂砝码盘和细线，如果滑块                                                则气垫导轨调整至水平状态。
（2）从装置图中读出两光电门中心之间的距离s＝           cm；通过下图游标卡尺测得挡光条的宽度d=          mm

（3）挡光条的宽度为d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt₁和Δt₂，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是                           ；
（4）实验所验证的动能定理的表达式          （用（2）（3）中字母表示）
（5）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？        （填“是”或“否”）。

某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，并测量弹簧的劲度系数k，做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上，当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数记作，弹簧下端每增加一个50g的砝码时，指针示数分别记作，，
（1）下表记录的是该同学测出的5个值，其中未记录

以砝码的数目n为纵轴，以弹簧的长度l为横轴，根据表格中的数据，在如下坐标纸中作出n-l图线

（2）根据图线可知弹簧的劲度系数k=________________N/m
（3）根据图线可知弹簧的原长=___________cm

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”）

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)．

如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m₁，小车和砝码的质量为m₂，重力加速度为g。

⑴下列说法正确的是＿＿＿＿＿。
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C．本实验m₂应远小于m₁
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象
⑵实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得，作出图像，他可能作出图2中＿＿＿＿＿(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线。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．钩码的质量太大
D．所用下车和砝码的质量太大
(3)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的图像，如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数=＿＿＿＿＿，钩码的质量=＿＿＿＿＿。
(4)实验中打出的纸带如图所示．相邻计数点间的时间是0.1 s，其中，，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s².（结果保留两位有效数字）

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S₀，点AC间的距离为S₁，点CE间的距离为，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P＝         ，重锤动能的增加量为△E_K＝          。
②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=          ，将它代入测量数值求出a和当地的重力速度g进行比较，发现a的数值小于g的数值，其原因可能是            。
A．重锤的质量m 和密度都太小了
B．重锤下落过程中存在空气阻力
C．A点距起始点O的距离S₀的测量值偏大
D．交流电的频率大于50H_Z

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                  。

如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的一个器材是______
A．螺旋测微器            B．秒表
C．多用电表              D．交流电源
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤中，其中操作不当的一个步骤是____
A．用天平测出重锤的质量
B．按照图示的装置安装器件
C．先释放纸带，后接通电源
D．测量纸带上某些点间的距离
（3）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图乙所示。使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝_______（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）

某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V．0.7A”；
电流表A₁，量程3A，内阻约为0.1Ω;
电流表A₂，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω;
电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ；
标准电阻R₁，阻值1Ω；
标准电阻R₂，阻值3kΩ;
滑动变阻器R，阻值范围O~ 10Ω,；
学生电源E，电动势6V，内阻不计； 开关S及导线若干。

①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，请问读数________V，此时L的电阻为__________Ω。
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是____________V。
③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。

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。