高中物理实验题

某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现实验误差较大．为减小误差，该同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律．实验前调整光电门位置，使小球下落通过光电门时球心能挡住激光束．实验时，小铁球从A点自由下落，经过光电门B时，通过毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为9．则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=     ．如果测量的d、t、h、g满足关系式        ，即可验证机械能守恒定律．

下列几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系”实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验和“验证机械能守恒定律”实验装置图。其中探究“功和物体速度变化的关系”实验装置图是    （填写“甲”、“乙”、“丙”）；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量    小车的质量（填写“大于”、“小于”、“远大于”、“远小于”）；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时砝码盆        挂上；（填写“需要”、“不需”）这三个实验都使用了打点计时器，打点计时器用      电源（填写“直流”、“交流”、“交直流均可”）。在这三个实验挑选出的纸带中，其中有一条纸带中有一段打出的点间隔是均匀的，则这条纸带一定是实验装置图     （填写“甲”、“乙”、“丙”）中实验得到的。

某同学为了测量电流表A₁内阻的精确值，实验室有如下器材：
电流表A₁（量程300 mA，内阻约为5Ω）；
电流表A₂（量程600 mA，内阻约为1Ω）；
电压表V（量程15 V，内阻约为3 kΩ）；
滑动变阻器R₁（0～5Ω，额定电流为1 A）；
滑动变阻器R₂（0～50Ω，额定电流为0.01A）；
电源E（电动势3 V，内阻较小）；
定值电阻R₀（5Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干。
实验要求待测电流表A₁的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减少误差。
（1）以上给定的器材中滑动变阻器应选               ；
（2）在答题卡的方框内画出测量A₁内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号；

（3）若选测量数据中的一组来计算电流表A₁的内阻r₁，则r₁的表达式为r₁ =              ；上式中各符号的物理意义是                          。

李明同学在用电火花计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，
（1）电火花计时器是一种使用          （填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是         V。
（2）从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条（每相邻两点间还有四个点没有画出来），计数点间距如图所示，打点计时器的电源频率是50Hz。

计算出纸带上打下计数点2时小车的瞬时速度为v₂=            m/s；该匀变速直线运动的加速度a=         m/s²。（计算结果保留三位有效数字）

在用“电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中（见图甲）。

(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止                  。
(2)现备有以下器材：
A.干电池l节 
B.滑动变阻器(0～50Ω)
C.滑动变阻器(0～1750Ω)
D.电压表(0～3V)
E.电压表(0～15V)
F.电流表(0～0.6 A)
G.电流表(0～3 A)
其中滑动变阻器应选       ，电压表应选         ,电流表应选          ．(填写序号)
(3)图乙是根据实验数据画出的U-I图象.由此可知这个干电池的电动势E=      V，内电阻r＝        Ω

如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中近似认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在        （选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮的高度，使            ．
（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，电火花打点计时器的电源频率为50Hz，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为      m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a=        m/s^２．（计算结果均保留2位有效数字）
（3）在“探究加速度与合外力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为                      ．

在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得 出如图所示的图（F与AO共线），图中      是F₁与F₂合成的理论值；      是F₁与F₂合成的实际值，在实验中如果将两个细绳套换成两根橡皮条，那么实验结果是否变化？答：   （填“变”或“不变”）．

在做实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是（ ）

A．同一次实验过程中，O点位置允许变动

B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点

D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小

分在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，打点计时器每隔0.02秒打一次点（结果保留三个有效数字）

（1）根据_______________________________可以判定小车做匀加速运动。
（2）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为v_B＝________ m/s；v_C＝________m/s；v_D＝________ m/s.
（3）利用纸带上的数据求出小车运动的加速度＝____   ___m/s²。
（4）求出BE段的平均速度_________ m/s

分用打点计时器测定重力加速度，装置如图所示。

（1）如果实验时所用交流电频率为50Hz，已知当地的重力加速度大约为为9.79m/s²。某同学选取了一条纸带并在该纸带上连续取了4个点，且用刻度尺测出了相邻两个点间距离，则该同学所选的纸带是_____________。（填写代号即可）用打点计时器测定重力加速度，装置如图所示。

（2）若打出的另一条纸带如下图所示，实验时该纸带的_____________（填“甲”或“乙”）端通过夹子和重物相连接。纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为_____________m/s²，该值与当地重力加速度有差异的原因是___________________。（写一个即可）

使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电
池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：

(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为________(填 “红”或“黑”)色；
(2)若适当调节电阻箱后，多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 (a)、(b)、(c)所示，则电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；

(3)将多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留3位有效数字)

如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：

(1)调节________，使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________ Ω。
(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。

“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，通过改变悬挂的重物，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图（b）所示.
 
(a)                          (b)
（1）图线____是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”)
（2）由（b）图可知滑块和位移传感器发射部分的总质量M＝           kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝                   。(g取10m/s²)
（3）王铭同学做实验时，下列说法正确的是                 
A．重物质量应远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量M
B．重物的质量可以不必远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量M
C．力传感器的拉力大小等于重物的重力大小

如图为“探究求合力的方法”的实验装置． PO为橡皮条，两个测力计通过绳子拉橡皮条一端，使橡皮条水平。拉力的大小可从测力计中读取。对本实验：

（1）下列说法中正确的是___________
A．为减小测量误差，F_A、F_B方向间夹角应为90°
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．F_A、F_B和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．在测量同一组数据时，橡皮条结点O的位置不能变化
（2）在此实验中，假如F_A的大小及方向固定不变，那么为了使橡皮条仍然伸长到O点，
对F_B来说，下面几种说法中正确的是_______
A．F_B可以有多个不同的方向
B．F_B的大小和方向可以有多个值
C．F_B的大小和方向是唯一确定的
D．F_B的方向是唯一的，但大小可以有多个值

⑴在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz ，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是          （直流电，交流电），它们是每隔___   s 打一个点。
⑵接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（   ）
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
⑶小车拖动纸带运动，打出的纸带如图所示．选出A.B.C.D.E、F、G，7个计数点，每相邻两点间还有4个计时点（图中未标出）。已知各点间位移。则：

①E点的瞬时速度V_E＝           m/s（保留三位有效数字）；
②小车运动加速度a ＝           m/s²（保留三位有效数字）。

在“探索小车速度随时间变化的规律”的实验中，
（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．请你指出该装置中的错误或不妥之处（答出其中的两点）：

（2）（改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为      m/s²．（结果取两位有效数字）