高中物理实验题

用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”
①下列物理量需要测量的是__________、通过计算得到的是_____________（填写代号）

A．重锤质量

B．重力加速度

C．重锤下落的高度

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s₁、s₂、s₃、s₄写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________，动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量．

物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如上右图，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，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

 
⑴上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，每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．根据图中数据计算的加速度a＝                  （保留三位有效数字）．
⑵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测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是            ．
⑶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）．与真实值相比，测量的动摩擦因数        （填“偏大”或“偏小” ）．写出支持你的看法的一个论据：                                                                   
                                    ．

(14分)古代学者认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的，物体越重，下落得越快，古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法；但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误的。伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德的理论内容包含的矛盾。他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头下落速度为8，小石头下落的速度为4，当我们把石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整体系统的下落速度应该小于8．但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于8．这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地．伽利略由此推断重的物体不会比轻的物体下落得快．
（1）根据伽利略的推理方法，假设用两块同样重的石头为研究对象，你又如何推翻亚里士多德的结论呢？（回答应简明）
（2）用重力公式及牛顿第二定律又如何推翻亚里士多德的结论呢？

（①、②每空3分，共9分；③5分）在“探究小车速度随时间变化的规律的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐。


 
①、计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v₂ =_____________（以d₁、d₂及相邻计数点间时间T来表示）代入得v₂ =______m/s．（结果保留两位有效数字）。
②、加速度a=______（结果保留两位有效数字）。
③、在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．
（1）某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是：（     ）
A.首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。
B.平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动。
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E. 实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）某组同学实验得出数据，画出a－F图像如右图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是（    ）
A.实验中摩擦力没有平衡  
B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行  
D.实验中小车质量发生变化

评卷人	得分

（每空3分，共6分）在验证力的平行四边形法则的实验中,有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的:
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F₁与F₂；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向（即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向；
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：
在①中                                                           ；
在②中                                                           。

一位同学实验获得几组数据以后，采用图像分析实验数据。将相应的力F和加速度a，在F—a图中描点并拟合成一条直线，如图所示。你认为直线不过原点的可能原因是(      )

A．钩码的质量太大

B．未平衡摩擦力

C．平衡摩擦力时木板的倾角太小，未完全平衡

D．平衡摩擦力时木板的倾角太大，失去平衡

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，所用装置如图3所示。某同学实验后挑选出的纸带如图4所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。

计数点C对应物体的瞬时速度为                     m/s
整个运动过程中物体的加速度为                     m/s²
  

现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图4）、小车、计时器一个、米尺。

填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
① 小车自斜面上方一固定点Ａ₁从静止开始下滑至斜面底端Ａ₂，记下所用的时间
② 用米尺测量Ａ₁与Ａ₂之间的距离s，则小车的加速度____________。
③ 用米尺Ａ₁相对于Ａ₂的高h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力Ｆ＝________。
④ 改变_________________，重复上述测量。
⑤ 以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
① 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时Ａ₁点相对于斜面底端Ａ₂的高度h_o。
② 进行（1）中的各项操作。
③ 计算与作图时用（h－h_o）代替h。
对此方案有以下几种评论意见：
Ａ．方案正确可行
Ｂ．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
Ｃ．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是________。

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用的科学研究方法是                  。  某同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a—F图象如下图所示，则该图象中图线不过原点的原因是：                        。 

如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F₁、F₂的合力，用F′表示F₁和F₂的等效力，则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．
         

在互成角度的两个共点力的合成实验中，其中的三个实验步骤如下：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，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测力计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点的位置和两弹簧测力计的读数F₁和F₂.
（2）在纸上根据F₁和F₂的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.
（3）只用一只弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两只弹簧测力计同时拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数及其方向.
以上三个步骤中均有错误或疏漏：

中是                              .
中是                              .
中是                              .

某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。

由图中已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度的大小为a=　　　　　　m/s²，纸带上D点相对应的瞬时速度v="_________" m/s。（答案均要求保留3位有效数字）

现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有：
A．电源（电动势3V，内阻0.5Ω）        
B．电源（电动势16V，内阻2Ω）
C．电流表（量程0—1mA，内阻250Ω）    
D．电流表（量程0—500μA，内阻500Ω）
E．电压表（量程0—3V，内阻10KΩ）     
F．电压表（量程0—15V，内阻50KΩ）
G．滑动变阻器（阻值0—200Ω）          
H．开关和导线若干
实验电路应选取的仪器是           （用字母表示）；
在右面方框图中画出实验电路图.

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表G（滿偏电流10mA，内阻10Ω） 
B．电流表A（0～0.6 A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R₀（0～100Ω，1A）      
D．定值电阻R（阻值990Ω）
E．开关与导线若干

该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线．
丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝　 V ，内阻r=     Ω。

在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L₁、L₂、L₃为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后L₁消耗的电功率为       W ，L₂的电阻为     Ω。