高中物理实验题

如图所示，某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

（1）实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验器材还有_________________。
②为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_________运动。
③实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是____（填字母代号）。
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。

实验时测得小车的质量为M=200g，小车所受细绳的拉力为F=0.2N。
各计数点到O的距离为s，对应时刻小车的瞬时速度为v，小车所受拉力做的功为W，小车动能的变化为。请计算前补填表中空格（结果保留小数点后四位）。

计数点	s/m	v/(m·s^-1)	v^2/(m^2·s^-2)	W/J	/ J
A	0.1550	0.5560	0.3091	0.0310	0.0309
B	0.2160	0.6555	0.4297	0.0432	0.0430
C	0.2861	0.7550	0.5700	0.0572	0.0570
D	0.3670	0.8570	0.7344	0.0734	0.0734
E	0.4575	0.9525	0.9073
F	0.5575	1.051	1.105	0.1115	0.1105
G	0.6677	1.150	1.323	0.1335	0.1323

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内                                。
（3）这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列个些原因造成的______________（填字母代号）。
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够
D．平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大
（4）实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出图线。

分析图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值，也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=____________（用题目中相关物理量字母表示）。

在“探究速度随时间变化的规律”实验中，小车做匀变速直线运动，记录小车运动的纸带如图所示．某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有 4个点没有画出．

（1）两计数点之间的时间间隔是        s
（2）打C点时小车的速度v_C＝          m/s
（3）计算出小车运动的加速度为a=           m/s² (要求保留两位有效数字)

某同学用量程为1mA、内阻为120Ω 的表头按图（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。图中R₁和R₂为定值电阻，S为开关。回答下列问题：

（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线。
（2）开关S闭合时，多用电表用于测量      （填“电流”“电压”或“电阻”）；
开关S断开时，多用电表用于测量      （填“电流”“电压”或“电阻”）。
（3）表笔A应为           色（填“红”或“黑”）。
（4）定值电阻的阻值R_１＝    Ω，R_２＝   Ω。（结果取３位有效数字）

在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：
A．小灯泡“6V 3W”，B．直流电源6～8V
C．电流表（量程3A，内阻约0.2Ω）
D．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）
E．电压表（量程6V，内阻约20kΩ）
F．电压表（量程20V，内阻约60kΩ）
G．滑动变阻器（0～20Ω、2A ）
H．滑动变阻器（1kΩ、0.5A）
（1）实验所用到的电流表应选      ，电压表应选      ，滑动变阻器应选      ．（填字母代号）
（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图．

“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

如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，如果将A线圈插入B线圈后保持不动，闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，下列情况下电流计指针偏转情况是

A．保持电键闭合状态，指针一直偏在零点右侧

B．保持电键闭合状态，滑动变阻器触头迅速向左滑动时，指针向右偏转一下

C．保持电键闭合状态，将A线圈迅速从B线圈中拔出时，指针向左偏转一下

D．将电键断开的瞬间，指针向左偏转一下

为了描绘标有“3V，0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化，所给器材如下：
A．电流表（0~200mA，内阻0.5Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻0.01Ω）
C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0~10Ω，0.5A）
F．滑动变阻器（0~1kΩ，0.1A）
G．电源（3V）
H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是_______________
（2）画出实验电路图。

在“验证力的平行加边形定则”实验中：

（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。
B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：            、钩码个数及细线方向。
C.将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙表示，小心调整B、C的位置，使                    ，并记录钩码个数及细线方向。
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中                   。

某同学用如图1所示的电路描绘一个标有“3V 0.25A”小灯泡的伏安特性曲线。他已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；电键一个、导线若干。

（1）实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的            （填数字代号）。
①滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A） 
②滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）在图2中他已经连接了一部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整。
（3）闭合电键前滑动变阻器的滑片应该置于              端（选填“a”“b”）。
（4）为了得到伏安特性曲线，他以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图3所示，请你帮他完成I-U图像。
（5）由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而           。
（6）如果将此小灯泡连入如图4所示电路，其中电源电动势为3V，电源内阻与保护电阻R₀的总阻值为5Ω，定值电阻R的阻值为10Ω。开关S闭合后，通过小灯泡的电流是＿＿＿            A（保留两位有效数字）

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      ．

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？

在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。
（2）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将__________（填“左偏”“右偏”“不偏”）。

利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω．带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上．在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A₁（量程0～100mA，内阻约5Ω）；
电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0～999.9Ω）；
开关、导线若干．
实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关．记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
F．断开开关，整理好器材．

①某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d=   mm；
②实验中电流表应选择    （填“A₁”或“A₂”）；
③用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R﹣L关系图线，图线在R轴的截距为R₀，在L轴的截距为L₀，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ=    （用给定的物理量符号和已知常数表示）．
④本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果    影响（填“有”或“无”）．