高中物理实验题

现要测定一节蓄电池的电动势E（约为2V）和内阻r（较小）。除待测蓄电池外，可供使用的实验器材还有：
A、电流表（量程0~0.6A，0~3A）；
B、电压表（量程0~3V，0~15V）；
C、定值电阻，（阻值为2Ω，额定功率为5W）；
D、定值电阻，（阻值为10Ω，额定功率为10W）；
E、滑动变阻器，（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
F、滑动变阻器，（最大阻值为100Ω，额定电流为1A）
G、开关S一个，导线若干。
利用以上部分器材，为了能尽量精确地测量蓄电池的电动势E和内阻r，同时又考虑操作的方便，则：
（1）由于蓄电池的内阻非常小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路。因此，电路中需要一个定值电阻做保护电阻R，那么，该保护电阻R应选择（   ）；滑动变阻器应选（     ）。（选填实验器材前的序号代码）。
（2）根据实验要求，在虚线框内画出实验所需的电路图
（3）某同学以测得的电流I为纵坐标，电压U为横坐标，在I-U坐标平面内作出了如图所示的图像。那么，根据图像可知，该蓄电池的电动势约为（   ）V，内阻约为（    ）Ω。结果保留2位有效数字
（4）用笔画线代替导线将下列实物图连接起来，使之成为实验电路图（注意电表量程的选择）

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60mA的电流表，导线若干。实验时，将多用电表调至×1Ω档，调好零点。完成下列填空：
（1）仪器连线如图1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”“黑”）色

（2）若图1中多用电表与电流表的示数分别如图2（a），（b）所示，则多用电表的读数为____Ω。电流表的读数为______mA；
 
（3）计算得到的多用电表内电池的电动势为_____V。（保留三位有效数字）
（4）某欧姆表头是量程为100μA的电流表，表盘上标示的电阻值是按照电池电动势E=1.5V而计算得出的，则a电池的电动势刚好是1.5V时，欧姆表的内阻_________kΩ；b表盘上30μA刻度线对应的电阻刻度值是________kΩ；
（5）当电池的电动势降低到1.4V时，用这个欧姆表测得某电阻为22.5kΩ，这个电阻真实值______kΩ

用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
A、电压表V：0~3~15V
B、电流表A：0~0.6~3A
C、滑动变阻器：（总阻值20Ω）
C、滑动变阻器：（总阻值100Ω）
（1）滑动变阻器选用______；（填或者）
（2）已知电流表内阻与电源内阻相差不大，在虚线框中画出电路图，并将实物图中的电压表用笔画线连入电路；

（3）在U-I图中已画出七组实验数据所应用的坐标点，请根据这些点做出U-I图线（如图）并由图线求出：E=__________V，r___________Ω；

研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。
（1）为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图（a）所示电路。图中电源电动势未知，内阻不计。闭合开关，将电阻箱阻值调到20Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95Ω时，电流计指针指在如图（b）所示位置，则电流计的读数为         mA。由以上数据可得电流计的内阻R_g=          Ω。
（2）同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图（c）所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为        Ω（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为        Ω。
 
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，调节电阻箱指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验情况如图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图

（1）图乙中_______是力的合力的理论值；_______是力的合力的实际测量值
（2）本实验采用的科学方法是____________________

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，实验时小刚同学将长木板放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，通过改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系。

（1）图乙中符合小刚的实验结果的是_____

（2）小丽同学做该实验时，拉力传感器出现了故障。为此，小丽同学移走拉力传感器，保持小车的质量不变，并改进了小刚实验操作中的不足之处。用所挂钩码的重力表示细线的拉力F，则小丽同学得到的图象可能是乙图中的______；小森同学为得到类似乙图中的A图，在教师的指导下，对小丽实验的基础上进行如下改进：称出小车质量M、所有钩码的总质量m，先挂上所有钩码，实验时依次将钩码摘下，并把每次摘下的钩码都放在小车上，多次实验，仍用F表示所挂钩码的重力，画出a-F图，则图线的斜率k=_______。（用题中给出的字母表示）

小明同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，安装好如图所示的实验装置：让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂一个钩码，静止时弹簧长度为l₁，根据此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1mm）上位置的放大图，可读出弹簧的长度l₁=______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l₂、l₃、l₄、l₅.实验中，当挂3个钩码时，弹簧长度为24.95cm。已知每个钩码质量是50g，当地重力加速度g=9.80m/s²，据此小明计算出弹簧的劲度系数为_______N/m（结果保留三位有效数字）。小红同学发现小明的计算结果与弹簧的标称值相差较大，请你帮助小红提出更合理的数据处理方案：_____________________________________________________________________

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6 V、内阻很大）
B．电压表V₂（量程4 V、内阻很大）
C．电流表A（量程3 A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10 Ω、额定电流4 A）
E．小灯泡（2 A、7 W）
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图甲中补充完整。

（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坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，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______。

某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数．实验过程如下：

（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d=      ．在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．
（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=           ．
（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值．根据这些数值，作出图象如图乙所示．已知当地的重力加速度为g．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=     ．继续分析这个图象，还能求出的物理量是     ．

用如图所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒，m₂从高处由静止开始下落，在m₁拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示。已知m₁＝50g，m₂＝150 g，g取10 m/s²，交流电源的频率为50 Hz，不考虑各处摩擦力的影响，结果保留两位有效数字。

（1）在纸带上打下计数点5时m₂的速度v＝________m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE_k＝________J，系统重力势能的减少量ΔE_p＝________J；
（3）若某同学作出v²－h图象如图所示，则该同学测得的重力加速度g＝________m/s²。

在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图所示)。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

（1）某同学在做该实验时认为：

A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好

B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些

D．拉力F1和F2的夹角越大越好

其中正确的是________(填入相应的字母)
（2）若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则__________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是：_______________________。

某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验：
（1）他采用如图甲所示的实验电路进行测量，图乙给出了实验所需要的各种仪器，请你按电路图把实物连成实验电路。

（2）这位同学测量时记录了5组数据，将测量数据描点如下图，请在图上作出相应图象。求得待测蓄电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω(结果均保留三位有效数字）

（3）这位同学对以上实验的系统误差进行了分析。其中正确的是       。

A．主要是由电压表的分流引起的

B．主要是由电流表的分压引起的

C．电动势测量值小于真实值

D．内阻测量值大于真实值

（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝长度以及直径如图甲所示，则金属丝的长度为__________mm，直径为__________mm．

（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ，待测电阻大约几欧．电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小．则图乙电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________．（填“大”或“小”）
（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值R_A是已知的，那么准确测量金属丝电阻R_r的最佳电路应是图乙中的__________电路（填电路图下的字母代号）．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻R_r=__________（用题中字母代号表示）．

某同学测量一未知电阻R的阻值（阻值约10ｋΩ）,现在实验桌上有下列器材：

A．滑动变阻器R１（0～1ｋΩ）

B．电阻箱R０（99999.9Ω）

C．电流计G（500μA，内阻不可忽略）

D．电压表V（3V，内阻约3ｋΩ）

E．直流电源E（3V，内阻不计） Ｆ．开关、导线若干

（1）甲同学设计了如图ａ所示的测量电路，请指出他的设计中存在的问题：         （指出一处即可）
（2）乙同学用图ｂ所示的电路进行实验。
①请在图ｃ中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；
②将滑动变阻器的滑动头移到       （填“左”或“右”）端，再接通开关S；保持S_２断开，闭合S_１，调节R_１使电流计指针偏转至某一位置，并记下电流I₁；
③断开S_１，保持R_１不变，闭合S_２，调节Ｒ_０使得电流计读数为      时，R_０的读数即为待测电阻的阻值。
（3）丙同学查得电流计的内阻为R_g，采用图ｄ进行实验，改变电阻箱电阻，读出电流计相应的示数Ｉ，由测得的数据作出图象如图ｅ所示，图线纵轴截距为ｍ，斜率为ｋ，则待测电阻R的阻值为       。

在测量未知电阻Rx阻值的实验中，可供选择的器材有：
待测电阻Rx（阻值约300）；
电流表A₁（量程20 mA，内阻约50 ）；
电流表A₂（量程50 mA，内阻约10 ）；
电阻箱R（0一999.9）；
滑动变阻器R₁（20 ，2A）；
滑动变阻器R₂（1 750 ，0.3 A）；
电源E（电动势6. 0 V，内阻不计）；
开关S及导线若干。
某同学采用如下方案进行测量：
    
a.按图甲连好电路，调节滑片P和R的阻值，使电流表指针指在合适位置，记下此时A₁示数I₁、A₂示数I₂和电阻箱阻值R₀；
b.将电流表A₁改接到另一支路（如图乙），保持电阻箱阻值R₀不变，调节P，使A₂示数仍为I₂，记下此时A₁示数；
c.计算得到Rx的阻值。
（1）该同学按图甲连成如图丙所示的电路，请指出第       条导线连接错误（填图丙中表示导线的数字）。
（2）正确连线后，闭合S，将P从左向右滑动，发现开始时A₂示数变化不大，当临近最右端时示数变化明显，这是选择了滑动变阻器            造成的（填“R₁”或“R₂”）。
（3）待测电阻Rx＝             （用I 、I₂、R₀、的某些量表示）；针对该实验方案， 电流表A₁的内阻            （填“会”或“不会”）造成系统误差。