高中物理实验题

物理课上老师拿出了如图所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验，下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想。

（1）甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验。
① 要完成该实验，下列做法正确的是：  （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．实验时，应让小车尽量的靠近打点计时器，且应先放开小车再接通打点计时器的电源
C．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，不应将钩码通过定滑轮拴在小车上
D．通过增减小车上的砝码改变小车质量时，需要重新调节木板倾斜度
② 设钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为，实验中要进行和的选取，以下最合理的一组是：（ ）
A．Ｍ＝200g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．Ｍ＝200g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．Ｍ＝400g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．Ｍ＝400g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验。
平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点来计算小车的速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：               。
（3）丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验。

①实验中得到了一条纸带如图所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为T。则打下点2时小车的速度=     ；若测得小车的质量为M、钩码的总质量为m，打下点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，若不计一切阻力，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为                  （用相关的字母表示）。
② 下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是：
A．实验中甲必须用天平测出小车的质量，乙、丙不需要测出小车的质量
B．实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力
C．实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量
D．实验中甲、乙、丙都要先接通电源，再放开小车，且小车要尽量靠近打点计时器

实验课上老师布置两项任务，①测量一个电流计的内电阻，②测量干电池的电动势和内阻，实验台上准备了如下器材：

A．干电池1节，其电动势约为1.5 V，内电阻为0.3～0.8 Ω

B．待测电流计G，量程500 μA，内电阻约200 Ω

C．电阻箱(0～9 999 Ω)

D．定值电阻R0＝400 Ω

E.电压表V：量程300 mV，内电阻约为500 Ω
F.电流表A：量程3 A，内电阻约为0.5 Ω
G.滑动变阻器R₁：最大阻值10 Ω，额定电流1 A
H.开关S一个，导线若干
(1)请设计一个精确测定电流计内电阻的电路。

(2)电流计的内阻为r＝________(字母表达式)，式中各字母的含义为_________________。
(3)测量干电池的电动势和内阻时同学们发现没有合适的电压表，于是将电流计改装为一个量程为0～2 V的电压表，则电流计应________联一个电阻箱(填“串”或“并”)，将其阻值调为________Ω(已经精确测量出电流计的内阻为r＝220 Ω)。

利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放(g取10 m/s²)。

(1)完成该实验时，________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；
(2)实验时，发现传感器示数明显不等于重物的重力，其原因是_________________。
(3)在正确规范操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出小车质量M，还需测量的物理量有________，验证动能定理的表达式为________(用测得的物理量表示)。

用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8 V，内阻r约为30 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40 mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表A（量程为0.05 A.内阻约为0.2 Ω）
B．电压表V（量程为6 V、内阻为20 kΩ）
C．定值电阻R₁（阻值为100 Ω、额定功率为1 W）
D．定值电阻R₂（阻值为200 Ω、额定功率为1 W）
E．滑动变阻器R₃（阻值范围为0～10 Ω、额定电流为2 A）
F．滑动变阻器R₄（阻值范围为0～750 Ω、额定电流为1 A）
G．导线和单刀单掷开关若干
（1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选________；滑动变阻器应该选________。（填写器材名称）
（2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数。取得多组数据，作出了如图所示的图线。根据图线得出该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。（结果保留两位有效数字）

有一只标值为“2.5 V，x W”的小灯泡，其额定功率的标值已模糊不清。某同学想通过测绘灯丝伏安特性曲线的方法来测出该灯泡的额定功率。
（1）已知小灯泡的灯丝电阻约为5 Ω，请先在图甲中补全伏安法测量灯丝电阻的电路图，再选择电流表、电压表的合适量程，并按图甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路。

（2）该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W。

现有一电动势E约为8 V，内阻r约为40Ω的电源，额定电流为50 mA．现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的电路进行实验，请回答下列问题

（1）实验室备有以下几种规格的定值电阻R₀，实验中应选用的定值电阻是（        ）
A．200Ω         B．2kΩ        C．4kΩ        D．10kΩ
（2）实验时，应先将电阻箱的电阻调到_____ （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） ，目的是_________．
（3）该同学接入符合要求的R₀后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据记录的多组数据，作出如图所示的—图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝____V，内阻r＝______Ω．（保留两位有效数字）

某同学用如图所示的装置来研究自由落体运动.
（1）下列有关操作的叙述正确的是（        ）

A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上

B．将打点计时器与直流低压电源连接

C．释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器

D．应先释放纸带,然后接通电源

（2）实验得到一条纸带,测得各点之间的距离如图所示.已知电源频率为50Hz.从该纸带可知,重物是做       （选填“匀速”、“匀变速”、“非匀变速”）直线运动,加速度大小a=       m/s²（保留三位有效数字）.

某同学用如图a所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：

A．安装好实验器材．
B．接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次，选出一条点迹清晰的纸带。舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔2个打点间隔取一个计数点，如图b中0，1，2，…，6点所示
C.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：x₁、x₂、x₃……x₆
D.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。
E.分别计算出x₁、x₂、x₃……x₆与对应时间的比值。
F.以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出—t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有            和             。（填选项代号）
A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源  C.停表  D.刻度尺   E、天平 F、重锤
（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0记数点对齐，0，1，2，5记数点所在的位置如图乙所示，则x₂＝      cm，x₅＝        cm。
（3）该同学在图c中已标出1，3，4，6计数点对应的坐标点，请你在该图中画出图线.
（4）根据图线判断，在打O计数点时．小车的速度v₀=    m/s，它在斜面上运动的加速度a＝     m/s²。

某同学在巴蜀中学物理实验室做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离。

（1）实验室所用的电火花计时器所用的电源为        （选填“交流”或“直流”），工作电压为         。
（2）打第4个计数点时纸带的速度v₄=         m/s，纸带运动的加速度a＝     m/s²（保留三位有效数字）

在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．

（1）当M与m的大小关系满足                时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，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，先放开小车，再接通打点计时器的电源

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

（3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a-F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：

图1：                        ；图2：                               .

在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测量弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图1所示。所用的每隔钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测量相应的弹簧的总长度.

（1）某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图2中，请作出F-L图线
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L₀=________cm，劲度系数k=_______N/m
（3）试根据该同学以上的实验情况，帮组他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）
（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较
优点在于：____________________________________________________________
缺点在于：_____________________________________________________________

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.

（1）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.
（2）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.
（3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________.

（4）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？

三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明
（2）乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v₀相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是_________________________________________.仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；运动到B点时的速度为________m/s. （g取10 m/s²）

下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．

（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计的指针将向______偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流计的指针将向______偏．

在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．每次释放小球的位置可以不同

C．每次必须由静止释放小球

D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有        和      。其初速度的表达式v₀=         。