高中物理实验题

某同学设计的可调电源电路如图（a）所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S

①用电压表测量A、B两端的电压；将电压表调零，选择0-3V档，示数如图（b），电压值为________V。
②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置________端。
③要使输出电压U变大，滑片P应向________端滑动。

利用图中所示的装置可以测量重物下落的加速度。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。

在纸带上选择较清晰的点作为计时起点，并取该某点为0号计数点，然后每隔一个点取一个计数点，分别记为1、2、……6，并测量出点1、2、……6与0点的距离分别为x₁、x₂……x₆，若点0和点1间的时间为T，根据测量的数据画出出图象如图所示，若图象的斜率为k，纵截距为b，则计时起点重物的速度为____，重物的加速度为____。（结果用含有字母“b”、  “k”的表达式表示）

实验室新进了一批低电阻的金属丝（如实物图中电阻），已知金属丝的电阻率ρ=1.7×10^﹣8Ω•m．课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度．他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．在实验中，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，
（1）应从如图1所示的A、B、C、D四个电路中选择      电路来测量金属丝电阻；

（2）请把图2的实物按照原理图连接起来，要求导线不能交叉．
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图3所示，金属丝的直径为      mm；
（4）测出电压表示数为2.0V时，电流表示数为0.5A，根据金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为      m．（结果保留两位有效数字）

要测一个待测电阻R_x­（190Ω~210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：
电源E:电动势3.0V，内阻不计；
电流表A₁：量程0~l0mA，内阻r₁约50Ω；
电流表A₂：量程0~ 500μA，内阻r₂为1000Ω；
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω，额定电流2A;
电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量R_x的阻值，请回答下面问题：
①为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表    （选填“A₁”或“A₂”）串联定值电阻            Ω，将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
②如图（a）所示，同学们设计了测量电阻R_x的甲、乙两种方案，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图____（选填“甲”或“乙”）。
③若所选测量电路中电流表A的读数为I=6.2mA，改装后的电压表V读数如图（b）所示，则电压表V读数是        V。根据电流表A和电压表V的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻R_x=        Ω（结果保留小数点后一位）。

有一个小灯泡上标有“4 V 0.5A”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：
A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)
B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)
E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)
G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(1)实验时，选用图1中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_________

(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．
(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．

利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．
（1）图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h₁、h₂、h₃…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，可得重锤下落到B点时的速度大小为_________．
                
（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E_k和重力势能E_p．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示E_k和E_p，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k₁=2.94J/m，图线Ⅱ的斜率k₂=2.80J/m．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k₁和k₂表示）．

某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5A．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（限值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干．
①请根据图1的电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路．

②实验时，改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U，得到如下表所示的若干组R、U的数据．

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电阻R/Ω	60.5	35.2	20.0	13.7	9.9	5.8	4.3	3.5	2.9	2.5
电压U/V	2.58	2.43	2.22	2.00	1.78	1.40	1.18	1.05	0.93	0.85

根据实验数据绘出如图3所示的 图线．由图象得出电池组的电动势E=_____V，内电阻r=______Ω．
③关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是______．
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B．同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C．本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差．

某同学要测量一未知电阻R_x的阻值（阻值约为200），手头有如下器材：

一节干电池E，一只电压表V（刻度清晰，但是读数模糊不清），滑动变阻器R₁（阻值范围0～20），电阻箱R₂（阻值范围0～99．9），电阻箱R₃（阻值范围0~999．9），开关S₁和单刀双掷开关S₂，导线若干
（1）该同学采用如图甲所示电路进行测量，其中电阻箱应选_____（填R₂或R₃）
（2）用笔画线表示导线，按照图甲所示的电路图将图乙中的实验器材连接成实验电路
（3）实验中，该同学先将开关S₁闭合，再将开关S₂接通“1”，调节R₁，使电压表指针指向恰当的位置并记录下该位置。接下来他应该怎样操作，才能准确测出R_x的阻值?简述操作的要点_______________。

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O₁、O₂，记录弹簧秤的示数为F，测量并记录O₁、O₂间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：

F（N）	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
(cm)	0	10.97	12.02	13.00	13.98	15.05

③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、^‘，橡皮筋的拉力记为F_OO^’。
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F_OA, OB段的拉力记为F_OB。
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F-l图线，根据图线求得l₀=    cm。
（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则F_OA的大小为       N。
（3）根据给出的标度，在答题卡上做出F_OA和F_OB的合力F^‘的图示。
（4）通过比较F^’与      的大小和方向，即可得出实验结论。

（1）同学们利用如右图所示方法估测反应时间。
首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为          （重力加速度为）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.3s，则所用直尺的长度至少为        cm（取10m/s²）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度比是

“验证力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳．图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）图乙中的______是力F₁和F₂的合力的理论数值；______是力F₁和F₂的合力的实际测量值．
（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果理论值是否会发生变化？答______（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（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     D．物理模型法
（4）下列说法中正确的是（   ）
A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差
B．两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触
C．两分力的夹角应取90^o较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．如图乙所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间


（1）某同学用游标卡尺测得遮光条（图丙）的宽度d =         cm
（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为=1.2×10^-2s ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为（用游标卡尺的测量结果计算）        m/s．
（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、__________和         （用文字说明并用相应的字母表示）。
（4）本实验，通过比较          和             在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。

一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，得到的弹力与弹簧长度的图像如图所示，
（1）下列表述正确的是（   ）

A．a的原长比b长

B．a的劲度系数比b的小

C．a的劲度系数比b的大

D．测得的弹力与弹簧的长度成正比

（2）实验图像最后出现曲线是因为______________________________．

某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示，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

（1）关于此实验的下列说法中正确的是_________
A.同一次实验中，O点位置不允许变动
B.用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大
C.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
（2）本实验采用的科学方法是___________
A.理想实验法     B.等效替代法      C.逆向思维法          D.建立物理模型法
（3）图乙中的合力的测量值与理论值F两力中，方向一定沿AO方向的是_________

（1）如图甲所示为游标卡尺，测量深度应使用 （选填图中字母）。从图中的示数可读出深度为  mm。

（2）某同学用如图乙所示装置探究弹簧弹性势能与形变量的关系，弹簧的左端固定在气垫导轨上，遮光片的宽度为d，滑块和遮光板的质量为m。用滑块压缩弹簧，放手后滑块向右运动，用x表示弹簧的压缩量，t表示遮光片通过光电门的时间。

① 实验前需要调整气垫导轨水平，其目的是 。
② 向右轻推滑块，滑块自由滑动通过右则光电门的时间小于通过左侧光电门的时间，则应将气垫导轨 （选填“左”或“右”）端适当垫高，使其水平。
③ 若弹簧的弹性势能为（k为比例系数），利用实验数据以x为纵轴，要使所画图象为一直线，则应以t 次幂为横轴。