高中物理实验题

某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”。图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花计时器相连,小车的质量为m₁,小盘（及砝码）的质量为m₂。（g取9.8m/s²）


（1）电火花计时器的工作电压为   ,频率为   。
（2）下列说法正确的是（ ）

A．实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B．每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C．本实验中应满足m2远小于m1的条件

D．在用图像探究小车加速度与受力的关系时,应作a-m1图像

（3）实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出,则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v_F=    ,小车加速度的计算式a=    。
（4）某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图像如图丙所示。若牛顿第二定律成立,则小车的质量为   kg,小盘的质量为    kg。
（5）实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为    m/s²。

用图甲所示的电路，测定某蓄电池的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R₀是定值电阻，电压表内阻对电路的影响忽略不计。
该同学连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数。根据读取的多组数据，他画出了图乙所示的图象。

（1）请根据图甲电路图，连接实物图。
（2）在图乙所示图象中，当时，外电路处于________状态。（填“通路”“断路”或“短路”）
（3）根据该图象可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）

在测定某新型电池的电动势和内阻的实验中，所提供的器材有：
待测电池（电动势约6V）
电流表G（量程6.0mA，内阻r₁=100Ω）
电流表A（量程0.6A，内阻r₂=5.0Ω）
定值电阻R₁=100Ω，定值电阻R₂=900Ω
滑动变阻器R′（0～50Ω），开关、导线若干
（1）为了精确测出该电池的电动势和内阻，采用图甲所示实验电路图，其中定值电阻应选用______（选填R₁或R₂）．
（2）某同学在实验中测出电流表A和电流表G的示数I和I_g根据记录数据作出I_g-I图象如图丙所示（图象的纵截距用b表示，斜率用k表示），根据图象可求得，被测电池电动势的表达式E=______，其值为______V；内阻的表达式r=______，其值为______Ω

“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点位置，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是     。
（2）关于此实验,下列情况正确的是：

A．两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大

B．橡皮筋的拉力是合力，两个弹簧秤的拉力是分力

C．如果将两个绳套换成两根橡皮筋，那么实验结果将不同

D．两次拉橡皮筋结点到同一位置O的目的是确保两次弹簧秤拉力的效果相同

在“测定金属丝的电阻率”实验中，备有以下器材：

A．一段阻值约为的金属丝 ；

B．电池组（，内阻）；

C．电流表（，内阻约）；

D．电压表（，内阻约）；

E．滑动变阻器（，额定电流）；
F．开关、导线若干
（1）实验电路应采用电流表      接法（填“内”或“外”）；
（2）为完成实验，请将实物图连接完整；
（3）实验中需要进行数据记录，其中金属丝的直径（甲图）是   、电流表读数（乙图）是；

（4）若实验测得的电压用表示、电流用表示、电阻丝的长度用表示、电阻丝的直径用表示，则该金属丝的电阻率______________（请用题中字母表示）。

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到________________（选填“最大值”“最小值”“任意值”）。
（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值的定值电阻两端的电压U。
下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________________（选填“1”“2”）

方案编号	电阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

（3）根据实验数据描点，绘出的图像一条直线，若直线的斜率的k，在坐标上的截距为b，用该电源的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和表示）

①图是某同学连接的实验电路实物图。若L₁、L₂灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查，应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于    量程。
A.直流电压2.5V    B．直流电压10V     C．直流电压50V    D．直流250V

②该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间电压时，红表笔应接触     （填“a”或“b”）。根据测试结果，可以判定出故障是      。
A.灯L₁短路    B．灯L₂短路    C．cd段断路       D.df段断路

③将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么进一步检查出现的故障是
A.灯L₁断路    B．灯L₂断路    C．灯L₁、L₂都断路    D. de间导线断路

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（甲）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．

（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（乙）所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为      m/s，从A点到F点的过程中小车的平均速度为      m/s，小车的加速度为      m/s²．

（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持      不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持      不变．
（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图（丙）所示，则
①图中的直线不过原点的原因是      ．
②图中的力F理论上指绳对小车的拉力，而实验中用      表示．（选填字母符号）
A．小盘和重物的重力
B．绳对小车的拉力
C．小车及小车中重物的总重力．

在测定某电阻的伏安特性曲线中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室备有下列实验器材
A．电压表○V1（量程0～3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表○V2（量程0～15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表○A1（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表○A2（量程0～0.6A，内阻约为11Ω）
E．变阻器R1（0~10Ω，0.6 A）
F．变阻器R2（0~2000Ω，0.1A ）
G．电池组E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）
H．开关S，导线若干

（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有（填代号）            ．
（2）为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图.
（3）测量结果比真实值偏       。﹙填“大、小、无法确定”﹚
（4）若此电阻为金属丝绕制而成，用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为_____mm.

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是      ．
（2）本实验采用的科学方法是      ．
A．理想实验法                        B．等效替代法
C．控制变量法                        D．建立物理模型法
（3）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是      和      ；
②遗漏的内容分别是      和      ．

在研究弹簧形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置而测出其自然长度，然后竖直悬挂而让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F﹣x图线如左，由图可知弹簧的劲度系数k=      ，图线不过坐标原点的原因是      ．

某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验，所用器材有：玩具小车，压力式托盘秤，凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）
完成下列填空：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为  kg。
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m，多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如表所示：

序号	1	2	3	4	5
m（kg）	1.80	1.75	1.85	1.75	1.90

（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为＿＿＿＿N，小车通过最低点时的速度大小为＿＿＿＿m/s（重力加速度大小取9.8m/s²，计算结果保留2位有效数字）

在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下。


（1）本实验的系统误差主要是由____________引起的。
（2）用给出的数据在图中画出U－I图线，可以发现该同学记录的第______组数据有误。
（3）求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（均保留两位有效数字）

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置 进行实验。其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G₁、G₂光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁、Δt₂都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m。回答下列问题。

（1）实验开始时应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气 垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，判定调节是否到位的方法是_________________________。
（2）若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________。
A.m₁＝5 g  B.m₂＝10 g   C.m₃＝25 g  D.m₄＝30 g    E、m₅=200 g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为________（用Δt₁、Δt₂、D.x表示）。
（4）某同学经过思考与分析，对本实验进行了改进，选择了一个带凹槽的能装几个砝码的滑行器M，将（2）中参与实验的其它砝码都装在滑块M上，把所有砝码的质量计为m，且把M+m作为研究对象，每次交换一个砝码（每个砝码的质量不等）进行实验，他这样做处理数据的图像最接近      图。

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系。实验装置如图甲所示，在离地面高为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的小球刚好接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。

（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为          ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：

弹簧压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小球飞行水平距离s/m	0.21	0.30	0.41	0.49	0.61	0.69

结合（1）问与表中数据，可分析得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的函数关系式为         （k为比例系数）（      ）
A．      B．     C．      D．
（3）你认为与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关？