高中物理实验题

利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的大小．实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中，线框的短边置于蹄型磁体的N、S极间磁场中的待测位置．

①在接通电路前，待线框静止后，先观察并记录下弹簧测力计的读数F₀；
②接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I，待线框静止后，观察并记录下弹簧测力计的读数F（F＞F₀）．
由以上测量数据可知：导线框所受重力大小等于      ；磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力大小为      ．若已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N，则利用上述数据计算待测磁场的磁感应强度的表达示为B=     ．

有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为p，因该样品的内径太小，无法直接测量，现提供以下实验器材：
A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=100Ω，）
D．电流表A₂（量程100mA，内阻r₂大约为40Ω，）
E．电流表A₃（量程3A．内阻r₃大约为0.1Q）
F．滑动变阻器R（0﹣10Ω，额定电流2A）
G．直流电源E（12V，内阻不计）
H．导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻R_x约为100Ω，）
I．开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图丙所示，其示数L=      mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丁所示，其示数D=      mm．

（2）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材．

（3）实验中要测量的物理量有：       （同时用文字和符号说明）．然后用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=     ．

用如图1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，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2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（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m₁=50g、m₂=150g，则（g取10m/s²，结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=      m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△E_K=      J，系统势能的减少量△E_P=      J，由此得出的结论是      ；
（3）若某同学作出v²﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g=      m/s²．

在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中，弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同学分别按图甲（让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面）和图乙（让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度）两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量m及图中各量之间的关系E_P=     ；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量是      ；两种设计方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对另一种形式的能      的测量．

有一根细而均匀的导电材料，截面为同心圆环如图1所示，已知这种材料的电阻率为ρ，长度为L，欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量．现提供以下实验器材：

A．螺旋测微器
B．电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=100Ω）
C．电流表A₂（量程100mA，内阻r₂约为40Ω）
D．滑动变阻器R₁（0﹣10Ω，额定电流2A）
E．直流电源E（12V，内阻很小）
F．上述导电材料R₂（长L约为5cm，电阻约为100Ω）
G．开关一只，导线若干
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，
①用螺旋测微器测得该样品的外径如图2所示，其示数D=      mm．
②在图3所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材
③用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=     ．

当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示．若此时选择开关对准×100Ω挡，则被测电阻的阻值为      Ω．若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏离最左端角度很大，则应该换用倍率更      （填“高”或“低”）的挡位，换挡后还要      ，用完电表后把选择开关拨到      ．

在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有      ．（填选项代号）
A．电压合适的交流电源
B．电压合适的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
（2）实验过程中，下列做法正确的是      ．
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
（3）在某次实验中，交流电源频率为50Hz，图是某次实验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始计数，每隔4个连续点取1个计数点，标以1、2、3、…那么相邻两个计数点之间的时间为      s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x₁=3.0cm、x₂=7.5cm、x₃=13.5cm，则物体通过计数点1的速度v₁=      m/s，小车运动的加速度为      m/s²．

某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带．他在纸带上按打点的顺序在便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标 明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E．测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为      m/s，小车运动的加速大小为       m/s²，小车运动的加速方向为      ，AB的距离应为      cm．（保留三位有效数字）

在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
（1）实验操作中，下列说法正确的是      ．
A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行
B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
C．拉力F₁和F₂的夹角越大越好
D．先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
（2）实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是      ．
A．用两个弹簧测力计拉力F₁和F₂的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
B．橡皮条沿同一方向伸长
C．橡皮条伸长到同一长度
D．橡皮条沿同一方向伸长到同一长度．
（3）在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图1上标出了F ₁、F ₂、F、F′四个力，其中      （填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的．
（4）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，用甲、乙两个测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达O点，此时α+β=90°，如图2所示，然后保持乙的示数不变，而使α角减小，为保持结点位置不变，可采用的办法是：
A．减小甲的示数同时减小β角
B．增大甲的示数同时减小β角
C．增大甲的示数同时增大β角
D．减小甲的示数同时增大β角．

一个小灯泡的额定电压为2.0V．额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．

A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计；

B．电压表V1：量程为0﹣3V，内阻约为1kΩ

C．电压表V2：量程为0﹣15V，内阻约为4kΩ

D．电流表A1：量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω；

E．电流表A₂：量程为0﹣0.6A，内阻约为0.6Ω；
F．滑动变阻器R₁：最大阻值为10Ω，额定电流为0.6A；
G．滑动变阻器R₂：最大阻值为15Ω，额定电流为1.0A；
H．滑动变阻器R₃：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A；
I．开关S，导线若干．
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A	0.00	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/N	0.00	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）实验中电压表应选用      ；电流表应选用      ；滑动变阻器应选用      （请填写选项前对应的字母 ）．
（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最      （填“左”或“右”）端．

（3）在下面坐标中画出小灯泡的U﹣I曲线．

（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为      W（保留两位有效数字）．

（1）图甲种游标卡尺的读数是      cm，图乙中螺旋测微器的读数是      mm．

（2）某同学测量一未知电阻的阻值．
（a）首先用多用电表粗侧电阻的大小，将多用表选择开关置于×10挡，凋零后，将红黑表笔分别接电阻两端，发现指针读数如图丙所示，则所测阻值为      Ω．
（b）接着该同学计划用伏安法较准确地测量电阻的阻值，根据实验要求和提供的器材，已完成实物连线如图丁连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，该同学用多用电表检查电路故障，他的操作如下：选用多用电表的指针均发生偏转，则可能是连接      之间的导线发生了断路．（图中电表左接线柱均为“﹣”）
（c）实验中移动变阻器滑动头，记下多组电流表示数I（单位A）、电压表示数U（单位V），然后在坐标纸上作出I﹣U图线，图中直线的      大小表示特测电阻阻值．在这个实验中，测量值      真实值．（填“＞”、“=”或“＜”）

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．
（1）应该选择的实验电路是图1中的      （选项“甲”或“乙”）．

（2）现有电流表（0﹣0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0﹣15V）       B．电压表（0﹣3V）
C．滑动变阻器（0﹣50Ω）   D．滑动变阻器（0﹣500Ω）
实验中电压表应选用      ；滑动变阻器应选用      ；（选填相应器材前的字母）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U﹣I图线．

序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	1.45	1.40	1.30	1.25	1.20	1.10
电流I（A）	0.060	0.120	0.240	0.260	0.360	0.480

（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=      v，内电阻r=      Ω
（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P﹣U关系的是      ．

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为L=      mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为D=      mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为R=      Ω．

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）；     电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）；     电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）；
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S、导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
（5）根据你设计的测量电路，在图4中用实线连接好电路．
（6）圆柱体材料的电阻率表达式为ρ=     ．（用所测量的量字母表达）

某同学用如图1所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下（g=9.8m/s²）：


（1）根据所测数据，在如图所示的坐标纸上做出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．
（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在      N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为      N/m．（保留2位有效数字）

用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性．

（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在      端．（选填“a”或“b”）
（2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整．
（3）实验后作出的U﹣I图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是：      ．
（4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=      Ω，这个测量值比真实值偏      ．（选填“大”或“小”）