高中物理实验题

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，两个同学做实验时取值不同物理量是                                       。

在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）．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．

（1）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答：________（选填“变”或“不变”）
（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．控制变量法          D．建立物理模型法

现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35Ω～55Ω范围内，最大允许电流为50mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0～9 999Ω，R₀是定值电阻，起保护作用．
（1）实验室备有的保护电阻R₀有以下几种规格，本实验应选用     ．
A．10Ω，2.5W    B．50Ω，1.0W   C．150Ω，1.0W   D．1 500Ω，5.0W
（2）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，读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线．根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为     V，内电阻r为      Ω．

如今，合肥一中的每间教室里都有饮水机，纯净水的质量关乎每一名学生的身体健康。纯净水质量是否合格的一项重要指标是它的电导率λ是否超标（电导率λ即为电阻率ρ的倒数）。
（1）某同学选用一根粗细均匀且绝缘性能良好的圆柱形塑料直管装满纯净水样品（直管两端用薄金属圆片电极密封）来测定样品的电导率（不考虑温度对电阻的影响）：
实验中，该同学分别用刻度尺和游标为20分度的游标卡尺测定塑料管的长度和内径，刻度尺和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示，则可读出塑料管的长度L=______m、内径d_______________mm。

（2）该同学用下列器材测定样品的电阻：
a．电压表V（量程0～3V，内阻约为5kΩ；量程0～15V，内阻约为25kΩ）；
b．电流表A（量程0～10mA，内阻约为2Ω；量程0～50mA，内阻约为0.4Ω）；
c．滑动变阻器R（0～20Ω，2A）；
d．学生电源E（电动势4.5V，内阻很小）；
c．开关S及导线若干。
该同学先用多用电表粗测管内水样品的电阻值约为500Ω，要求用尽量精确的方法测出其电阻值，请在图丙中连接实验电路图（图中有六根导线已经接好）。
（3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从最左端向右滑动，随滑片P移动距离x的增加，被测水样品两端的电压U也随之增加，则在图丁反映U-x关系的示意图中正确的是图线___________（填“a”“b”“c”或“d”）。

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）
B．电压表V₂（量程4V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、7W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小．
（1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整．
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I，U₁）、（I，U₂），标到U-I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如下图所示，则电池组的电动势E=______V、内阻r=______Ω．（结果保留两位有效数字）
（3）在U-I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为______Ω，电池组的效率为______（结果保留两位有效数字）．

如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A栓在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离O竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平L抛运动。

（1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度，实验中还应该测量哪些物理量：___________________________。
（2）根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=_______________。
（3）根据已知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为______。

某同学做“测定金属电阻率”的实验。
①需要通过实验直接测量的物理量有：                                      （写出名称和符号）。
②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3V，内阻约1）
B．电流表（0—3A，内阻约0.025）
C．电流表（0—0.6A，内阻约0.125）
D．电压表（0—3V，内阻约3k）
E．电压表（0—15V，内阻约15k）
F．滑动变阻器（0—20，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0—1000，额定电流0.3A）
H．开关，导线
实验时应选用的器材是                   （填写各器材的字母代号）。
③请在下面的虚线框中画出实验电路图。
④这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为                   。

某同学为了测量某电池的电动势 E和内阻 r，设计了如图所示的电路．并已连接成实物图，已知定值电阻R₀=20Ω，电压表V₁的内阻约为5000Ω、V₂为理想电压表。

（1）根据如图所示实物电路，请在虚线框内画出实验电路图．

（2）实验中，该同学移动滑动变阻器滑片，读出电压表V₁和V₂的示数U₁、U₂，数据如下表所示．请根据表格中的数据在图示的坐标纸中画出U₂-U₁的图线．

次数	1	2	3	4	5	6
U1/V	1.0	2.0	3.0	4.0	4.5	5.0
U2/V	17.0	15.2	14.0	12.4	11.6	10.8

（3）由图象可得该电源的电动势E=    V，内阻r=    Ω．（结果保留三位有效数字）。
（4）实验电路测得的电源内阻的阻值       （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

如图为“探究加速度与物体所受合力F的关系”实验．
（1）某同学用如图（甲）所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是
A．平衡摩擦力，其目的是使小车受到的合力等于细绳对小车的拉力
B．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加细砂，使小车能匀速滑动
C．每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
D．实验中可以通过在塑料桶中增减细砂来改变小车受到的拉力
        
（2）某组同学实验得出数据，画出a-F图如图（乙）所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是
A．实验中没有平衡摩擦力
B．实验中摩擦力平衡时倾角过大
C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D．实验中小车质量发生变化

某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率．
① 首先用多用电表进行了电阻测量，主要实验步骤如下：

A．把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上；

B．把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；

C．把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大；

D．换用“×100”的欧姆挡进行测量，随即记下欧姆数值；

E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，将选择开关旋至OFF，把多用电表放回原处．
上述实验中有二处操作错误：错误一：               ．错误二：                  ．

②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图所示，其读数分别是L＝       mm，d=        mm．
③为使实验更准确，又采用伏安法进行了电阻测量，右上图两个电路方案中，应选择图        ．用实验中读取电压表和电流表的示数U、I和（2）中读取的L、d，计算电阻率的表达式为ρ＝       ．

某实验小组利用拉力传感器和打点计时器验证牛顿运动定律，实验装置如图甲.他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度.

甲                                    乙
（1）若交变电流的频率为50 Hz，则根据图乙所打纸带记录，小车此次运动经B点时的速度 v_B=     m/s，小车的加速度a=    m/s².
（2）由于小车所受阻力f的大小难以测量，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必须的是（  ）.

A．适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车恰能拖着纸带匀速下滑

B．钩码质量m远小于小车的质量M

C．定滑轮的轮轴要尽量光滑

D．适当增大钩码的质量m

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）。

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）．

在测定一节干电池电动势和内电阻的分组实验中，实验1组的同学利用图甲所示电路，选用下列器材进行了规范的实验操作。
A.干电池（内电阻小于1.0）
B.电流表（量程0～0.6A，内阻R_A=1）
C.电压表（量程0～3V，内阻约为20K）
D.滑动变阻器（0～20，允许最大电流2A）
E．开关、导线若干
把得到的数据记录后用“”在图乙所示的“U—I”图象中进行描点。在小组互评环节，实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验，并把实验数据用“”也描在图乙所示的“U—I”图象中。请完成以下对1组实验方案的评价及改进。
（1）从实验原理上来看，用图甲电路进行实验，误差主要来自：____________________。
（2）从所得实验数据来看，不足之处是：___________
（3）给出的改进方案电路图是：
（4）根据改进后所得的实验数据作出图线，由图线得到：电动势E=_________；内阻r=_______________。（保留3位有效数字）

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。