高中物理实验题

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先释放纸带，然后接通电源开关打纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是         ．(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)某同学得到如图所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.76 cm，点A、C间的距离为15.24 cm，点C、E间的距离为16.76 cm，T_AC= T_CE= 0.04s。已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m＝1.0 kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，C点的速度v_C="________" m/s；重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J。（结果保留三位有效数字）

(3)物体动能的增加量小于重力势能的减少量，产生这种结果的可能原因是                      。

）用螺旋测微器（千分尺）测金属导线的直径，其示数如甲图所示，该金属导线的直径为             mm。用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是          mm。

在DIS描绘电场等势线的实验中
（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的__________，用____________探测等势点。
（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（          ）

A．在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸

B．导电纸有导电物质的一面应该向上

C．连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘

D．连接电极a、b的电源电压为交流4-6V

在学习过机车启动问题之后，某物理兴趣小组决定按照图做一个实验，测定一电动遥控玩具车的功率，具体步骤如下：

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图7所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示。

请你分析图纸带数据，回答下列问题：（结果保留三位有效数字）
（1）该电动小车运动的最大速度为         m/s；
（2）关闭小车电源后，小车的加速度大小为           m/s²；
（3）小车所受的阻力大小为           N；
（4）该电动小车的额定功率为           W。

用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验：
（1）（4分，每空2分，全部填对得2分，部分填对得1分，见错不得分）为进行该实验，备有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、弹簧秤、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是                     ，缺少的器材是                       。
（2）（6分，每小题3分，选不全得2分，见错不得分）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。
A．用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v.
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度.
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
①以上方案中只有一种最合理，最合理的是         。（填入上述相应的字母）
②要使该实验误差尽量小，下述注意事项正确的是      （填入下述相应的字母）
A．使重锤的质量尽可能大些，但悬挂时不能拉断纸带
B．选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响
C．测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确
D．纸带上留下的点越大越好

（1）研究小车匀速直线运动的实验装置如图（a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50H_Z，纸带上计数点的间距如图（b）所示，图中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．

①部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：      （用字母填写）
②图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=      s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为V₅=     ．
④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=     ．
（2）图（c）是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
①若已知电源频率为50Hz，则打点计时器在纸带上打相邻两点的时间间隔为      s．
②A、B、C、D是打点计时器在纸带上打下的四个点，每两个相邻点之间还有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距s=      cm，C点对应的速度是      m/s．纸带的加速度是      m/s²（计算结果保留二位有效数字）．

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
（1）为了“探究加速度与质量”的关系，应保持_________不变，为了直观地判断加速度a与质量M的数量关系，应作_________图像（选填“”或者“”）；
（2）某同学采用了如图所示的实验装置，为了使实验中能将砝码和砝码盘的总重力当作小车受到的合外力，以下步骤必须采用的有

A．保证小车下面的长木板水平放置

B．将小车下面的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力

C．使小车质量远远大于砝码和砝码盘的总质量

D．使小车质量远远小于砝码和砝码盘的总质量

（3）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图中给出的数据，求出小车运动的加速度a=____________（结果保留三位有效数字）

在”验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s²,测得所用的重物的质量为1.00㎏.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于       J,动能的增加量等于_______ J(取三位有效数字).

某同学在做“研究平抛运动”的实验时，记录了小球运动轨迹。a、b、c为轨迹上的三个点，取a点为坐标原点，建立如图所示坐标系，。那么小球作平抛运动的初速度为   ；小球开始做平抛运动的位置坐标  ； 。

（1）做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是（    ）

A．振子通过平衡位置时，加速度最大

B．振子在最大位移处时，加速度最大

C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同，加速度相同

D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，速度相同

（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图像，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是
      （选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像（如图乙所示），由图可知，两单摆摆长之比       ．
（3）某同学做“用单摆测重力加速度”实验。
①用游标卡尺测量摆球直径d，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用米尺测量出悬线长度l。
②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为0，数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t。请根据他的计数方法写出单摆周期的表达式：_____________。
③用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g=               。

如图所示为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：

（1）调节可调部件______________（填写图中字母），使电表指针指向________________．
（2）调节可调部件B，使它的尖端指向____  ____ ____位置．
（3）将红、黑表笔分别插入正、负插孔中，两笔尖相互接触，调节可动部件________________（填写图中字母），使电表指针指向欧姆零刻度位置．
（4）将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．
（5）换测另一阻值为20kΩ～25kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置，此时还必须重复步骤____________（填写步骤前的数字），才能进行测量，若电表读数如图所示，则该待测电阻的阻值是____________．

一导体材料的样品的体积为a×b×c，A′、C、A、C′为其四个侧面，如图所示．已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I．

(1)导体样品A′、A两个侧面之间的电压是________，导体样品中自由电子定向移动的速率是________．
(2)将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体侧面C的电势________(填“高于”、“低于”或“等于”)侧面C′的电势．
(3)在(2)中，达到稳定状态时，沿x方向的电流仍为I，若测得C、C′两侧面的电势差为U，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为            。

在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm。（该值接近多次测量的平均值）

某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲，磁铁随转盘一起转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙的图像。

（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是____         _______________。
（2）圆盘匀速转动时的周期是____  ___s。
（3）圆盘匀速转动时的角速度是____  ___rad/s。

将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。如果作图像，横轴h表示              ，图像斜率表示               。