高中物理实验题

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A. 待测的干电池（电动势约1.5V，内电阻约1.0）
B. 电压表V（量程0—3V，内阻R_V约为1000）
C. 电流表A（量程0—0.6A，内阻R_A约为1）
D. 滑动变阻器R₁（0—20，10A）
E. 滑动变阻器R₂（0—200，1A）
F. 开关和导线若干
（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是_________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材前的字母代号）。

（2）通电前应该把变阻器的阻值调至_______（填“最左边”或“最右边”）
（3）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的U—I图线，则由图线可得被测电池的电动势E=_______V，内阻r =________。（结果保留3位有效数字）

（4）考虑电表内阻的影响，按正确图示的方式连接所测得的电源电动势和电源电动势的真实值的关系为：E_测______E_真（填“大于”、“等于”、或“小于”）

如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，若充电后保持电容器带电量不变，试指出上图所示的情况下，静电计指针偏转角度变化情况

（1）正对面积减小时，静电计指针的偏转角度________________
（2）板间距离增大时，静电计指针的偏转角度________________
（3）使用静电计的目的是观察电容器___________的变化情况。

如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从0点开始每隔4个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，由于不小心将3、4两个计数点拉断不能准确测出其距离，量得其余段x₁=1.22cm，x₂=2.00cm，x₃=2.78cm，x₄=?cm，x₅=4.40cm，x₆=5.18cm.【(2)(3)中结果保留两位有效数字】

(1) 相邻两计数点间的时间间隔为T=__________s
(2) 打点计时器打计数点2时，小车的速度大小v₂=_____________m/s
(3) 计算小车的加速度大小为a=_____________m/s²。

某同学在《验证力的平行四边形定则》的实验中，
(1)完成其中两个实验步骤时的操作如下：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F₁和F₂，并记下两细线的方向。
②只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。
请指出该同学操作中，有疏漏的步骤是：_{___      ___}疏漏的是_{__________________________}
(2)在上述实验中，操作正确情况下，用F₁和F₂表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F₁与F₂的合力；F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则下图中符合实验事实的是（   ）

现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下所示：一倾角可以调节的长斜面（如图所示）、小车、计时器、米尺、弹簧秤，还有钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响、重力加速度为g），完成下列实验步骤中所缺的内容：

（1）用弹簧秤测出小车的重力，除以重力加速度g得到小车的质量M
（2）用弹簧秤沿斜面向上拉小车保持静止，测出此时的拉力F
（3）让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑到斜面底端A₂，记下所用的时间t，用米尺测量A₁与A₂之间的距离s，从运动学角度得小车的加速度a=     ．
（4）已知A₁和A₂之间的距离s，小车的质量为M，在小车中加钩码，所加钩码总质量为m，要保持小车和钩码的合外力F不变，应将A₁相对于A₂的高度调节为h=     ．
（5）多次增加钩码，在小车与钩码的合外力保持不变的情况下，利用（1）（2）（3）的测量和计算结果，可得钩码质量m与小车从A₁到A₂时间t的关系式为m=     ．

某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t₁，通过B的挡光时间为t₂．重力加速度为g．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．

（1）下列必要的实验测量步骤是
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离传感器B的高度H
D．用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间△t
（2）若该同学用d和t₁、t₂的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足     关系式，即能证明在自由落体运动过程中小物体的机械能是守恒的．

验证牛顿第二定律实验中，甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的小车质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲，μ_乙，由图可知，m_甲      m_乙、μ_甲       μ_乙．（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
甲同学在纠正了疏漏之处后，保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a﹣F图象中描点，如右图．结果发现右侧若干个点明显偏离直线，若不断增加砂桶中砂的质量，a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，加速度的趋向值为      ．

某一次实验打出的纸带如图所示，A，B，C，D，E是依时间顺序打出的点（每两个计数点之间有4个实验点未画出），则小车做      （匀加速、匀减速）直线运动，纸带的加速度为      m/s²；

如图甲所示，两个相同装置：两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘．盘里可以分别放不同质量的砂子，小车后端连着纸带，纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器，两个打点计时器并联接在同一接线板上．实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点，然后同时释放两辆小车，当其中有一辆小车快接近导轨末端时，断开接线板的电源，两打点计时器同时停止工作．
如图乙所示为某次实验得到的两条纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点（相邻两点间还有四个打点未画出），两相邻测量点间的距离如图所示，单位为cm．打点计时器所用电源的频率为50Hz．

（1）求出①号纸带测量点5的速度v₅=      m/s；①号纸带对应的加速度值为       m/s²．（结果保留两位有效数字）
（2）利用此装置，正确平衡摩擦力后，研究质量一定时，加速度与力的关系，是否必须求出两辆小车运动加速度的确切值？       （选填“是”或“否”）；请说明理由：
（3）利用此图的其中一个装置，还可以探究做功与物体速度变化的关系． 若用M表示小车及车上砝码的总质量，m表示砂子及盘的总质量，对于改变外力对小车做的功，下列说法正确的是

A．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足M远大于m

B．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，不需要平衡摩擦，也不需要满足M远大于m

C．通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足M远大于m

D．通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时，只需平衡摩擦不需要满足M远大于m

（4）若在①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向，应该是       （填“O→E”，或“E→O”）

现在要测描绘“6V，3w”的小灯泡L的伏安特性曲线．实验室备有如下器材：
A.电压表 V₁（量程10V，内阻约10KΩ）
B.电压表V₂（量程3V，内阻约10KΩ）
C.电流表 A₁（量程0.6A，内阻约为1欧姆）
D.电流表 A₂（量程3A，内阻约为1欧姆）
E.滑动变阻器R₁（0～5Ω，1A）
F.电源E（E=6V，r≈1Ω）
G.单刀开关一个、导线若干
（1）电压表选      电流表选      （填字母代号）
（2）设计出实验电路（画在方框中）．

如图所示是测定电流表内阻的实验电路图，电流表的内阻约为120Ω，满偏电流为500μA，用电池作为电源．

（1）实验室配有的可变电阻为：

A．电阻箱，阻值范围为0～99.9Ω

B．电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω

C．滑动变阻器，阻值范围为0～200Ω

D．滑动变阻器，阻值范围为0～20kΩ

在上述配有的可变电阻中，电路中R应选用      ，R₁应选用      ．（填字母代号）
（2）某学生进行的实验步骤如下：
①先将R的阻值调到最大，合上S₁，调节R的阻值，使电流表的指针转到满偏刻度
②合上S₂，调节R₁和R的阻值，使电流表的指针指到满偏刻度的一半
③记下R₁的阻值
指出上述实验步骤中的错误：      ．

测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，回答下列问题：

①如图1所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在      处
②现备有以下器材：
A．干电池1个
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（0～0.6A）    G．电流表（0～3A）
其中滑动变阻器应选用      ，电流表应选      ，电压表应选      ．（填字母代号）
③如图2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．（保留两位有效数字）

某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.
（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左向右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔划线代替导线在图中完成余下导线的连接；

（2）实验测得的数据如下表记录：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电压U（V）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.10	2.40	2.70
电流I（A）	0	0.10	0.20	0.28	0.35	0.40	0.45	0.48	0.50	0.51

请将剩余两个点描在图乙的坐标图中，并画出小灯泡的伏安特性曲线；
（3）根据所画伏安特性曲线判断：
①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端，小灯泡的功率为      W；（结果保留两位小数）
②将     只相同的小灯泡并联后，与①中电源、以及一定值电阻R₀=0.25Ω串联成闭合回路，可使灯泡消耗的总功率最大，最大值约为        W.（结果保留两位小数）

某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
（1）用螺旋测微器量合金丝的直径，读数如图所示，可读出合金丝的直径为          mm;

（2）现有电源（E=4V，内阻可不计），滑动变阻器（0~50Ω），电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω），电压表（0~3V，内阻约为3KΩ），开关和导线若干。该同学分别用电流表的两种不同接法测量合金丝的电阻，记录两组不同的数据如下:

实验一
序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	0.80	1.20	1.60	2.20	2.50	2.80
电流I（A）	0.10	0.15	0.20	0.27	0.31	0.35
实验二
序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	0.80	1.20	1.60	2.20	2.50	2.80
电流I（A）	0.09	0.13	0.18	0.24	0.28	0.31

①由数据可知，该同学采用滑动变阻器的          接法（填“限流式”或“分压式”）；
②由数据可知，利用        （填“实验一”或“实验二”）的数据计算所得结果更接近合金丝电阻的真实值。

在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，且从零开始多测几组数据。提供以下器材供选择：
A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)
B．电流表(0～3 A，内阻约0.012 5 Ω)
C．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约4 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)
G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)
H．开关、导线若干
(1)除了A和H，实验时还应从上述器材中选用_____________
(2)测电阻时，两电表和待测金属丝电阻R_x在组成测量电路时，应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)；
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图所示，则读数为________mm；

(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________.