高中物理实验题

某同学设计了一个测量材料电阻率的实验方案，可提供的器材有：
A．电流表G，内阻R_g="120" Ω，满偏电流I_g="3" mA
B．电流表A，内阻约为R_A约0.2 Ω，量程为0～0.6 A
C．螺旋测微器
D．电阻箱R₀（阻值变化范围为0～9999 Ω，额定电流为0.5 A）
E．滑动变阻器R（阻值变化范围为0～5 Ω，额定电流为1 A）
F．干电池组E（电动势为3 V，内阻为0.05 Ω）
G．开关一个、导线若干
根据以下所述的部分操作，将相应的结果填入横线上、画出相应的电路图：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针静止时偏转角度过大（见图甲中的a位置），他应该换用________挡（填“×1”或“×100”）。换挡后，在再次测量前先要进行_________。经过一系列正确操作后，指针静止时处于图甲中的b位置，则该电阻丝的阻值约为________Ω；

（2）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图乙所示，则该次测量测得的电阻丝直径为d=________mm；

（3）把电流表G与电阻箱串联改装成电压表，使得该电压表最大测量电压为3 V，则电阻箱的阻值应调为R₀=________Ω；
（4）用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图丙中电路图补画完整（要在器材适当位置标出表示相应器材的符号：滑动变阻器符号为R，被测电阻丝符号为R_x）；

（5）如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I₁，电流表A的示数为I₂，请用已知量和测量量写出该材料电阻率测量值的表达式ρ=________________。

由猴哥、小红帽等同学组成的物理兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①，②，③，…他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）．在刚开始实验时，岑岑、岩松、凯哥三位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了他们的建议。

（1）本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？（请写出表达式说明）                            .
（2）让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L₁、L₂、L₃、L₄…读出物体每次通过速度传感器Q的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…并由汪总和豆豆两位同学执笔绘制了如图乙所示的L－v图象．根据绘制出的L－v图象，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出（    ）

A．L－v^2图象

B．图象

C．图象

D．图象

（3）小贡、小伟、佳佳三位同学提议，利用本实验器材还可测出摩擦因素，你说行吗？若行，需要测出哪些物理量？                                             .

某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N。
（2）下列必要的实验要求是________。

A．拉线方向应与木板平面平行

B．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

C．应测量重物M所受的重力

D．弹簧测力计应在使用前校零

某同学用下面的实验装置测量小车的质量，他的部分实验步骤如下：

（1）将轨道倾斜适当角度以平衡摩擦力；
（2）将两个光电门G₁、G₂固定在轨道侧面（不影响小车在轨道上运行），测得两光电门之间的距离为L；
（3）测得遮光条的宽度为d，并将遮光条（质量不计）固定在小车上：
（4）将质量未知的钩码用跨过定滑轮的细绳与小车连接，将小车从适当位置由静止释放，遮光条先后通过两个光电门；
（5）计时器记录下遮光条通过G₁、G₂时遮光的时间分别为△t₁和△t₂，若L=0.75m，d=0.5cm、△t₁=5.0×l0^-3 s、△t₂=2.5×10^-3 s，则通过计算可得：a₁=-         m/s²；（计算结果保留2位有效数字）
（6）保持钩码质量不变,在小车上加入质量为m的砝码后进行第二次试验，并测得小车运动的加速度大小为a₂；
（7）若钩码质量较小，可认为两次试验中钩码质量均满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M=     （用a₁、a₂、m表示）；若所用钩码质量较大，明显不满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M=           （用a₁、a₂、m及重力加速度g表示）。

在研究匀变速直线运动的实验中,打出的一条纸带如图所示,其中0、1、2是打出的三个连续的点,6是打出的第7个点,打点频率为50Hz，则纸带的加速度为_____m／s²；打点6时的速度为____m／s．

在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）某同学用图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，测出点计时A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m =1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F_ƒ =       N．

（2）某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因可能是     （填序号）.
A．重锤的质量测量错误
B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50Hz
D．重锤下落时受到的阻力过大

为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器质量，丙图中M包括小车和与小车相连的滑轮质量），钩码总质量用m表示。

（1）三组实验中需要平衡小车与长木板间摩擦力的是_________；（用甲、乙、丙表示）
（2）三组实验中需满足M>>m的是_________；
（3）若采用图甲所示方法研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”，M为小车总质量（其中小车自身质量用M₀表示，车上所加砝码质量用m₀表示）所画出的实验图象如图所示。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为F=____，小车的质量为M₀=_______。

图甲是验证机械能守恒定律的实验。小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定。将轻绳拉至水平后由静止释放小球。在最低点前后放置一组光电门，测出小球经过最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小球的直径d，用刻度尺量出轻绳的长度l，已知重力加速度为g。则

（1）小球经过最低点时速度可表示为______；（用已知量的字母表示）
（2）若等式_______成立，说明小球下摆过程机械能守恒。

某探究小组设计了“用刻度尺测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块跨过定滑轮用细绳连接。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出此种情况下小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。 （空气阻力对本实验的影响可以忽略）

（1）滑块沿斜面运动的加速度与当地重力加速度的比值为       。
（2）滑块与斜面问的动摩擦因数为        。
（3）（多选）以下能引起实验误差的是    。

A．滑块的质量

B．当地重力加速度的大小

C．长度测量时的读数误差

D．小球落地和滑块撞击挡板不同时

某兴趣小组用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，用一附有白纸的木板 竖直放在铁架台和弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容。

（1）如图甲所示，在白纸上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；
（2）取下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，用两个弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的      及两个弹簧测力计相应的读数F_A、F_B。图乙中A弹簧测力计的读数为         N；
（3）在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力F_A、F_B的大小和方向如图丙所示，请用作图工具在图丙中作出F_A、F_B的合力F；
（4）已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图丙所示；
（5）观察比较F和F，在误差允许的范围内，“力的平行四边形定则”得以验证。

（1）某同学想利用图甲所示装置，验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒，该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了。你认为该同学的想法＿＿＿（选填“正确”或“不正确”），理由是：＿＿＿＿＿＿。

（2）另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律。如图乙所示，质量为m₁的滑块（带遮光条）放在A处，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m₂的钩码相连，导轨B处有一光电门，用L表示遮光条的宽度，x表示A、B两点间的距离，θ表示气垫导轨的倾角，g表示当地重力加速度

①气泵正常工作后，将滑块由A点静止释放，运动至B，测出遮光条经过光电门的时间t，该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为＿＿＿＿＿＿，动能的增加量表示为＿＿＿＿＿＿；若系统机械能守恒，则与x的关系式为=＿＿＿＿＿＿（用题中己知量表示）。
②实验时测得m₁=475g，m₂=55g，遮光条宽度L=4mm，sinθ =0.1，改变光电门的位置，滑块每次均从A点释放，测量相应的x与t的值，以为纵轴，x为横轴，作出的图象如图所示，则根据图象可求得重力加速度g₀为    m/s²（计算结果保留2位有效数字），若g₀与当地重力加速度g近似相等，则可验证系统机械能守恒。

某同学用如图甲所示的装置研究合力与分力之间是否遵从平行四边形定则，实验步骤如下：

（1）用图钉把白纸固定在水平的木板上，将橡皮条的一端固定在板上某点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。
（2）用两个弹簧秤分别拉住两个细绳套，互成角度地施加水平拉力，把橡皮条与绳套的结点拉到某一位置O，用铅笔在白纸上描下此位置，记录此时两个弹簧秤的拉力F₁、F₂的大小和方向。图中F₂为＿＿＿N。
（3）用一个弹簧秤拉橡皮条，把橡皮条与绳套的结点拉到＿＿＿位置，记录弹簧秤拉力F的大小和方向。
（4）如图乙，在白纸上已作出F₁、F的图示及F₂的方向，根据图中标度作出F 的图示。
（5）以F₁、F₂为邻边画平行四边形，作出所夹对角线F'，比较F和F’，如果满足＿＿＿＿＿＿，就可说明合力与分力之间遵从平行四边形定则。

在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个相邻计数点间的距离为s，且s₁=0.96cm，s₂=2.88cm，s₃=4.80cm，s₄=6.72cm，s₅=8.64cm，s₆=10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．

（1）相邻两个计数点间所对应的时间T=       s，根据
确定小车做匀加速直线运动；
（2）计算此小车运动的加速度大小a =            m/s²，打第4个计数点时小车的速度大小v =      m/s．（结果保留三位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

利用米尺和如图甲所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．

（1）用笔画线代替导线，将实物图甲补全(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．
（2）实验时用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．由图可以读出金属丝的长度L＝______cm，流过金属丝的电流强度I＝_____A，金属丝两端的电压U＝_____V.

（3）若用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d＝0.800 mm，则代入有关数据求出该电阻丝的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留三位有效数字).

（1）某同学在做“研究匀变速直线运动”实验，不需要的器材有  __________________.
A．小车
B．一端带滑轮的木板
C．打点计时器
D．低压直流电源
E．秒表
F．小钩码
G．刻度尺 H．纸带 I．细绳
（2）某学生在实验中操作有如下步骤，试按合理的顺序把步骤序号填在下面的线上：___________.
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面；
B．把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并与电源相连接；
C．换上新纸带，重作两次实验；
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌边；
E．先让小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车；
F．把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上，另一端吊一钩码；
G．断开电源，取下纸带；
（3）由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.20s，其中S₁=7.05cm，S₂=7.68cm，S₃=8.33cm，S₄=8.95cm，S₅=9.61cm，S₆=10.26cm，则A点的瞬时速度大小是_________m/s（保留2位有效数字），小车运动的加速度计算表达式是a=        （用题中所给的字母表示），加速度大小为_________m/s²（保留2位有效数字）．