高中物理实验题

图甲是用来探究小车质量一定时，其加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。

（1）本实验有以下步骤：

A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在近似光滑的水平长木板上

B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，关上夹子，让两个小车同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小

C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受力的关系

D．在两小车的后端分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳

E．在两小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着质量不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量。分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量。
对于上述实验步骤，正确的排列顺序是            。
（2）若测得砝码盘和盘内砝码的总质量分别为m₁、m₂，对应小车的位移大小分别为x₁、x₂，经过多次重复实验，在误差允许的范围内若关系式              总成立，则表明小车的质量一定时，其小车的加速度与合力成正比。

某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮A和B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N₁、N₂和N₃的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F₁、F₂和F₃。

甲                             乙
（1）关于本实验，以下说法中正确的是
A．若钩码的个数N₁＝N₂＝2，N₃＝4时可以完成实验
B．若钩码的个数N₁＝N₂＝N₃＝4时可以完成实验
C．拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量
E．拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（2）在作图时，图乙中正确的是         （选填“A”或“B”）。

现要测量一个未知电阻R_x的阻值，除R_x外可用的器材有：
多用电表（仅可使用欧姆档） 电池组（电动势为3V，内阻为1Ω） 电流表（内阻约0.1Ω） 电压表（内阻约3kΩ） 滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．
（1）先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，下列判断和做法正确的是      （填字母代号）．
A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆
B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆
C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量
D．如需进一步测量可换“×1k”挡，调零后测量
（2）某小组同学用伏安法测该电阻R_x．利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上数据可知，他们测量R_x是采用图1中的      图（选填“甲”或“乙”）．

（3）如图丙是测量R_x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据（2）中所选电路图，补充完成图丙中实物间的连线，并使用闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了测量数据对应的7个坐标点．请在图中描绘出U﹣I图线．由图线得到金属丝的阻值R_x=      Ω（保留两位有效数字）

(6分)物理小组探究测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算加速度a=__________（保留三位有效数字）。

(2)回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_______。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度l

B．木板的质量m1

C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3

E．滑块运动的时间t
②滑块与木板间的动摩擦因数μ=_________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。

某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为h₁处有一宽度略比A大一点的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过。开始时A距离狭缝的高度为h₂，放手后，A、B、C从静止开始运动。

（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t₁，则钩码A通过狭缝的速度为            （用题中字母表示）。
（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需测出环形金属块C的质量m，当地重力加速度为g。若系统的机械能守恒，则需满足的等式为                  （用题中字母表示）。
（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节h₁=h₂=h，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由。                    、                          

某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球，弹簧秤的示数为F₁，在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯，圆盘测力计的示数为F₂；再把小球浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，弹簧秤的示数为F₃，圆盘测力计的示数为F₄。

（1）请你分析弹簧秤示数的变化，即有F₃  F₁（选填“＞”、“=”或“＜”）。
（2）铁球对水的作用力大小为      ，水对铁球的作用力大小为       ，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等。

用如图1所示装置验证牛顿第二定律，用F表示砝码和小桶的总重力．

（1）在探究“加速度和合外力的关系”时，图2中F为砝码和小桶总重力，要使得细线对小车的拉力等于小车受到的合外力，下列做法正确的是__________．

A．平衡摩擦力时必须让小车连着穿过打点计时器的纸带

B．平衡摩擦力时必须撤去砝码和小桶

C．平衡摩擦力时打点计时器可以不通电

D．图2中的a1→∞

（2）实验中描绘的a﹣F图象如图2所示，当F较小时，图象为直线；当F较大时图象为曲线，出现这两段情况的原因是什么．____________________________．

要测绘一个标有“3 V  0.9 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作．已选用的器材有：
电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；
电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；
电压表(量程为0～3 V，内阻约30 kΩ)；
电键一个、导线若干．
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．
A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)
B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)
（2）为了尽可能减少实验误差，实验的电路图中滑动变阻器应采用            接法（填分压式或限流式）；电流表应采用            （填外接法或内接法）。
（3）根据实验要求在框中作出实验电路图

研究小车匀变速直线运动的实验装置如左图所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz_，纸带上计数点的间距如右图所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：           （用字母填写）
②右图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=            s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=                 。
④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_____ .

在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。在实验数据处理中，某同学取A.B两点来验证实验。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，g取9.8 m/s²，图中测量结果记录在下面的表格中。

项目	x1/cm	A点瞬时 速度/(m·s^－1)	x2/cm	B点瞬时 速度/(m·s^－1)	AB两点间距离/cm
数据	3.92	0.98	12.80		50.00

 
(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________端；(选填“左”或“右”)
(2)将表格中未填项目填写完整；
(3)若重物和夹子的总质量为0.6 kg，那么在A到B运动过程中，动能的增加量为____ J，重力势能的减少量为______J。

(5分)“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图3所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。

(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A．打点计时器可以用干电池供电
B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力
C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W－v_m、W－v、W－v，W²－v_m、W³－v_m……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。
(2)如图所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A.B.C.D.E相邻两点间的距离分别为AB＝1.48 cm，BC＝1.60 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v_m＝________m/s。(结果保留两位有效数字)

某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。
  
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如下表所示:

G/N	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50	4.00
F/N	0.59	0.83	0.99	1.22	1.37	1.61

④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s。
完成下列作图和填空:
(1) 根据表中数据在给定坐标纸上作出F-G图线。

(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=    (保留2位有效数字)。
(3)滑块最大速度的大小v=        (用h、s、μ和重力加速度g表示)。

（1）某研究小组的同学为了测量某一电阻R_X的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测。使用多用电表欧姆挡时，将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：先将选择开关换成欧姆挡的“______”档位，将红、黑表笔短接，再进行       ，使指针指在欧姆刻度的“0”处；再次测量电阻R_X的阻值时，指针在刻度盘上停留的位置如图所示，则所测量的值为       Ω。

（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：

A．电流表（量程15mA，内阻约100Ω）

B．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）

C．电阻箱（最大电阻99.99Ω）

D．电阻箱（最大电阻999.9Ω）

E.电源（电动势3V，内阻0.8Ω）
F.单刀单掷开关2只
G.导线若干
乙同学设计的电路图如图所示，现按照如下实验步骤完成实验：
①调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R₁，仅闭合S₁，使电流表有较大的偏转且读数为I；
②调节电阻箱，保持开关S₁闭合，开关S₂闭合，再次调节电阻箱的阻值为R₂，使电流表读数仍为I。
a.根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择       （填器材前字母）
b.根据实验步骤可知，待测电阻Rx=         （用题目所给测量数据表示）。
（3）利用以上实验电路，闭合S₂调节电阻箱R，可测量出电流表的内阻R_A，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了图像如图11所示。若图像中纵轴截距为1A^-1，则电流表内阻R_A=       Ω。

为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。

（1）实验时，一定要进行的操作是           。

A．为减小误差，实验中一定要保证钩码的质量m远小于小车的质量M。

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力。

C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数。

D．改变钩码的质量，打出几条纸带。

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝________(保留三位有效数字)．

（3）以拉力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a—F图像是一条直线，测得图线的斜率为k，则小车的质量为            。

(13分)小明同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I_g=0.6A，内阻r_g=0.1Ω)和若干导线．
(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图1中器件的连接方式，画线把它们连接起来；

(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图2所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作坐标图，如图3所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点．请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3上；
(3)在图3上把描绘出的坐标点连成图线；
(4)根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= ______V，内电阻r=_______Ω．