高中物理实验题

要测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接的测量工具，某实验小组选用下列器材：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量m=0.5kg）、细线、刻度尺、秒表．他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量．请完成下列步骤．

（1）实验装置如图所示，设右边沙袋A质量为m₁，左边沙袋B的质量为m₂
（2）取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现A下降，B上升；（左右两侧砝码的总质量始终不变）
（3）用刻度尺测出A从静止下降的距离h，用秒表测出A下降所用的时间t，则可知A的加速度大小a=     ；
（4）改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出      （选填“a﹣m′”或“a﹣”）图线；
（5）若求得图线的斜率k=4m/（kg•s²），截距b=2m/s²，则沙袋的质量m₁=      kg，m₂=      kg．

某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，但照片上有一破损处．已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g=9.8m/s²．

（1）若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则照片上破损处的小球位置坐标为      ．
（2）小球平抛的初速度大小为      ．

在实验室测量直流电源的电动势和内阻，电源的电动势约为2.0V，内阻约为0.6Ω．实验室还能提供如下器材：

A．量程为3V的理想电压表V1

B．量程为15V的理想电压表V2

C．阻值为4.0Ω的定值电阻R1

D．开关两个，导线若干

为了简便快捷而双较准确地测量电源的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用如图所示电路进行实验．

（1）电压表应该选择      （填“A”或者“B”）．
（2）实验中，先将S₁闭合，S₂断开，电压表示数为1.98V．然后将S₁、S₂均闭合，电压表示数为1.68V，则测得电源电动势E=      V，内阻r=      Ω（小数点后保留两位小数）．

某同学做“测定电池的电动势和内阻”实验，电路连接如图，并准备闭合开关进行测量。
（1）请指出存在的两个问题：                    ；                         。
     
（2）根据坐标纸上所描出的数据点可得出电池的电动势E＝______V（保留3位有效数字），内电阻r＝________Ω（保留2位有效数字）。
（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。请在答题纸上画出P－U关系图线的示意。

“验证机械能守恒定律”的实验方法之一是：若某一时刻重锤下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应满足：mgh＝mv²，借助打点计时器即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

（1）本实验中，需要学生测定的物理量有          （填写序号）；
A．重锤质量m
B．瞬时速度v
C．下落高度为h
D．重力加速度g
E．下落时间t
F．摩擦阻力和空气阻力
（2）关于实验，正确的说法有          。
A．选择的测定点距离起始点要接近2mm
B．为保证打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，必须借助于重锤线
C．要减少纸带与限位孔间的摩擦力和空气阻力的影响，应选用合适的重锤
D．如果先根据纸带测定重力加速度g，则瞬时速度v和下落高度h这两个物理量中只需测定一个，其换算依据是公式

在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图乙所示。
      
甲                        乙
（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法____________________________________________________。
（2）关于这个实验，以下说法中正确的是__________________________________。
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触
（3）在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是（   ）

（4）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图甲所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h₁="10.20" cm，h₂="20.20" cm，A、B、C三点间水平距离x₁=x₂="x=12.40" cm，g取10 m/s²，则物体平抛运动的初速度v₀的计算式为________________（用字母h₁、h₂、x，g表示），代入数据得其大小为_______________m/s.

小明同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。

（1）除了图1装置中的器材之外，还必须从图2中选取实验器材，其名称是     ；
（2）指出图1装置中不合理的地方（一处）         ；
（3）小明同学得到了如图3的一条纸带，读出0、4两点间的距离为    cm；
（4）已知打点计时器的电源频率为50 Hz，打下计数点5时纸带速度的大小为    m/s（保留2位有效数字）。

某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500Ω。实验室提供的器材有：

A．电流表A（量程：0～3mA，内阻RA=15Ω）

B．定值电阻R1=1985Ω

C．滑动变阻器R（0～10Ω）

D．电压表V（量程：0～12V，内阻RV=1kΩ）

E．蓄电池E（电动势为12V，内阻r很小）
F．电键S一只
G．导线若干
（1）要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的         。

（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量节能灯电阻的表达式R_x =             （用题目中给出的相应字母表示）。当电流表中的电流强度I＝       mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。

某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示，实验主要步骤如下：
（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木
板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是            （填“甲”或“乙”）。

（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；
（3）再用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的           （填
写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W……
（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v₁、v₂、v₃……
（5）作出W－v图象，则下列符合实际的图象是          。
                                
A                     B                    C                   D

为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻的阻值，某同学利用传感器设计了如图甲所示的电路，闭合电键S，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，通过电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，用计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I直线，请回答下列问题：

（1）根据图乙中的M、N两条直线可知
A.直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的
B.直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的
C.直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的
D.直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的
（2）图乙中两直线M、N交点处所对应的电路中的工作状态是__________
A.滑动变阻器的滑头P滑到了最左端
B.电源的输出功率最大
B.定值电阻上消耗的功率为0.5W
D.电源的效率达到最大值
（3）根据图乙可以求得定值电阻=_________Ω。
（4）电源电动势E=________V，内电阻r=__________Ω。

某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验，图a为实验装置图，A为小车，B为打点计时器，C为装有沙的沙桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板。实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度a可由打点计时器在纸带上打出的点求得

（1）图b为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s，由图中数据求出小车加速度值为_____________（计算结果保留两位有效数字）。
（2）保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时，a与m的关系，请在图c中选中恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线。
（3）从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间的定量关系是_________。

 
（4）保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F图线如图d，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是_________。

要测一个待测电阻R_x（约200 Ω）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0～10mA，内阻r₁约50 Ω；电流表A₂：量程0～500μA，内阻r₂为1000 Ω；
滑动变阻器R₁：最大阻值20 Ω，额定电流2A；
定值电阻R₂=5000Ω；定值电阻R₃=500Ω；电键S及导线若干。

（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（选填“R₂”或“R₃”），将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
（2）如图（1）所示为测量电阻R_x的甲、乙两种电路方案，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的读数为I=6.2mA，改装后的电压表读数为1.20V。根据电流表和电压表的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻R_x= Ω。

在做探究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球作平抛运动的轨迹并计算初速度。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，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．应该利用天平测出小球的质量

C．每次必须由静止释放小球

D．每次释放小球的位置必须相同

E．应该用秒表测出小球运动的时间
F．应该用重锤线画出竖直轴y轴
G．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学根据所描绘出的运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以y为纵坐标，以x²为横坐标，在坐标纸上画出对应的图像，发现为过原点的直线，并测出直线斜率为k，已知当地的重力加速度为g，则初速度v₀＝________．

某同学为了研究轻质弹簧的弹性势能E_P与弹簧长度改变量x的关系，设计了如图甲所示的实验装置，在离水平地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小球接触（不连续），若将小球向左压缩弹簧一段距离后静止释放，小球将沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行一段时间后落到位于水平地面上的记录纸上并留下痕迹，重力加速度为g。

（1）若测得某次压缩弹簧（改变量x未知）由静止释放后小球落点的痕迹P到O点的水平距离为s，则释放小球前弹簧弹性势能的表达式为E_P=             ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量x进行多次实验，并测量得到下表所示的一系列数据：

结合（1）问中所得E_P的表达式和上表中的数据，可以得出弹簧的弹性势能E_P与弹簧压缩量x之间的关系，其表达式应为E_P=                 ；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变；
（I）在一木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹M；
（II）将木板向右平移适当距离后固定，将小球向左压缩弹簧一段距离x₀后由静止释放撞到木板并在白纸上留下痕迹N；
（III）用刻度尺测量得白纸上M点到N点的竖直距离为y，桌子右边缘与木板的水平距离为L，则步聚（II）中的弹簧的压缩量x₀=             。

在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R_x约为5Ω.实验室备有下列实验器材：
A．电压表V ₁ (量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)
B．电压表V ₂ (量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A ₁ (量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A ₂ (量程0～0.6 A，内阻约为11 Ω)
E．变阻器R ₁ (0～100 Ω，0.6 A)
F．变阻器R ₂ (0～2000 Ω，0.1 A)
G．电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
H．开关S，导线若干
（1）减小实验误差，应选用的实验器材有（填序号）________．
（2）减小实验误差，应选用下图中           （填甲或乙）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来。

（3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径      mm，电表读数为        V，电流表读数为       A，金属导体的电阻率为
m（此空保留三个有效数字）。