高中物理实验题

实验题(18分)
(1)如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50H_Z，交流电。小车的质量为m₁ ，小桶及砂的质量为m₂。

①下列说法正确的是______。

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先接通打点计时器电源，再释放小车

C．本实验m2应远大于m1

D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a-图像

②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a一F图像，可能是图中的图线_______。(选填“甲”、“乙”、“丙”)

③如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小________²。(结果保留二位有效数字)

某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。

由图中已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度的大小为a=　　　　　　m/s²，纸带上D点相对应的瞬时速度v="_________" m/s。（答案均要求保留3位有效数字）

以下几个实验：

A．用单摆测定重力加速度；

B．研究匀变速直线运动；

C．验证机械能守恒定律；

D．验证动量守恒定律；E．验证力的平行四边形定则，上述实验中需要打点计时器的实验是：；需要天平的实验是：；需要刻度尺（含米尺或三角板）的实验是：____。

某同学用如图所示的装置研究小车在某种布料上的运动情况。他将长木板置于水平桌面上，将其左端适当垫高，并在长木板的右半部分平整地铺上一块布料，该同学将小车以适当的初速度释放后，用打点计时器记录小车的运动情况。通过反复调整木板左端的高度，他得到一系列打上点的纸带，并最终选择了如图所示的一条纸带（附有刻度尺）进行测量。取打点计时器的电源频率为50Hz，重力加速度g＝10m/s²。


（1）  请将A、B、C……J各点对应的刻度值，按照正确的读数方法填写在下表内（单位cm）。
（2）  
（2）根据以上数据可以判断，小车在A、E两点间做___________运动，在E、J两点间做_____________运动。J点对应的小车速度为_________m/s。
（3）该同学测出长木板左端与桌面间的高度差为4cm，木板长度为80cm，则小车在布料上运动时的阻力与在木板上运动时的阻力之比为                 。

小灯泡的伏安特性曲线如I-U图中实线所示，某同学想了解该小灯泡工作时消耗的功率，设计了如图所示测定小灯泡功率的实验电路，电源电动势ε=30V，内电阻可忽略不计，R₁= 20Ω，R₂=40Ω，它们阻值不随温度变化．他将R₁巧妙地看作电源的内电阻，闭合电键S，由U=ε－Ir，得小灯两端电压与小灯电流的一次函数关系U=30－20I，在I-U图上绘得该函数图线（未画出），再通过图线求得小灯泡的实际功率．
指出该同学上述解法中存在的一个错误是___________________________________ ；
小灯的U、I关系是___________________；
小灯泡的实际功率约为___________W．

如图所示是研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带（实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz），从O点后开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编号为0、1、2、3、4、5、6，测得x₁=5.18cm，x₂=4.40cm，x₃=3.60cm，x₄=2.78cm，x₅=2.00cm，x₆=1.20cm。（结果保留两位有效数字）
物体的加速度大小a=        m/s²；
打点计时器打记数点3时，物体的速度大小为v₃=      m/s。

关于“用DIS探究牛顿第二定律”的实验，右图是本实验的装置图，图中固定在小车上的是_______传感器的_______部分。本实验通过____________________来改变对小车的拉力，通过______________________来改变小车的质量。

在做测干电池的电动势和内电阻的实验时，备有下列器材选用：
A. 干电池一节（电动势约为 1.5V）   
B. 直流电流表（量程0-0.6-3A, 0.6A挡内阻0.10Ω， 3A挡内阻0.025Ω）
C. 直流电压表（量程0-3-15V, 3V挡内阻5KΩ，1 5V挡内阻25KΩ）
D. 滑动变阻器 （阻值范围0-15Ω，允许最大电流lA）
E. 滑动变阻器 （阻值范围0-1000Ω，允许最大电流 0.5A）
F. 电键       G. 导线若干根         H. 电池夹
滑动变阻器选用_________。 
将选定的器材按本实验要求的电路（系统误差较小），在所示的实物图上连线。
根据实验记录，画出的U-I图象如下图所示，可得待测电池的电动势为_______V，内电阻r为_______Ω。

某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)．
实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．

A．放开小车，能够自由下滑即可

B．放开小车，能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．

A．橡皮筋处于原长状态	B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处	D．小车已过两个铁钉的连线

实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，……；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸测出．根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为__________________m／s．

本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。若所作的W－v的图象如图所示，则下一步应作       （填“W－v²”或“W－”）的关系图象。

在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：

A．适当加长摆线

B．体积相同，质量不同的摆球，应选用质量较大的

C．实验时，单摆偏离平衡位置的角度越大越好

D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期，其中对提高测量结果精确度有利的是。（填答案番号）

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

当M与m的大小关系满足_     _时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与         的图象．

如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F
线，说明实验存在的问题是_        __ ．
乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？答：                              。
一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系,以下做法正确的是:(    )

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差

D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a＝mg/M求出。

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，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=           。（结果保留三位有效数字）

某同学用如图6(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度时打出的一条纸带，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出。                            
（1）打出的纸带如图(b)所示，实验时纸带的          端应和小车相连接。（选填“左”或“右”）
（2）打点计时器打下C点时小车的速度为______________m/s。
由纸带所示数据可算出实验时的加速度为      _________m/s²。
                                                    
(a)                                       (b)

图为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整.

(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
a．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将__________.
b．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将________.

某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。

（1）他分别将L₁、L₂接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
（2）接着他将L₁和L₂串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₃（6V，10W），单刀双掷开关S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L₁亮，右转向灯L₂亮而左转向灯L₃不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L₁亮，左转向灯L₃亮而右转向灯L₂不亮。

某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即，但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现利用平抛的特性来间接地测出v。

如图（a）中，悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球（OB等于摆线长），当悬线摆至B处，摆球与小球发生完全弹性碰撞（速度互换），被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律。（已知重力加速度为g，两球的质量均为m。）
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为          m。
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀ =          。
（3）此实验中，小球从A到B过程重力势能的减少量ΔE_P =        ，动能的增加量E_K=          ，
若要验证此过程中摆球的机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系                 。（用题中的符号表示）