高中物理实验题

如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m₁，小车和砝码的质量为m₂，重力加速度为g。

⑴下列说法正确的是_______。
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C．本实验m₂应远小于m₁
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象
⑵实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得，作出图像，他可能作出图2中_______(选填“甲”、“ 乙”、“ 丙”)图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_______。
A．小车与轨道之间存在摩擦          B．导轨保持了水平状态
C．砝码盘和砝码的总质量太大        D．所用小车的质量太大
⑶实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的图像，如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数_______，钩码的质量_______。
(4)实验中打出的纸带如图所示．相邻计数点间的时间是0.1 s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s².

现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。

（1）由上图读得圆柱体的直径为        mm，长度为       cm.
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=        。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S₀，点AC间的距离为S₁，点CE间的距离为S₂，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P＝    ，重锤动能的增加量为△E_K＝     ；
②根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=          ，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：                ．

某实验小组的同学利用图甲所示装置研究小车的运动．小车运动加速度a可用纸带上点求得．

（1）有关实验操作与数据处理，下列说法正确的是（    ）

A．本实验小车质量应远大于砂和砂桶的质量

B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C．实验时应先接通电源后再释放小车

D．在用图象探究小车的运动时，应作出v﹣t图象才好判断

（2）图乙是根据多组数据描点作出的v-t图象．图丙为实验中打出的其中一条纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出，计数点间的距离如图所示(单位：cm)．已知打点计时器的工作频率f为50Hz，则小车加速度的计算公式为a=                  （用题中字母表示），计算结果为a=              m/s²．（结果保留两位有效数字），该组数据的点最有可能位于图乙中的         段．（填“OA”或“AB”）

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，由图可知其长度为L=          mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，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，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，在右图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）

某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：
①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；
②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作．测出多组（h，t），计算出对应的平均速度v；
④画出v-t图像

请根据实验，回答如下问题：
（1）设小铁球到达光电门1时的速度为v₁，当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为                  。（用v₁、g和t表示）
（2）实验测得的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
h(cm)	10.00	20.00	30.00	40.00	50.00	60.00
t(s)	0.069	0.119	0.159	0.195	0.226	0.255
v(m/s)	1.45	1.68	1.89	2.05	2.21	2.35

请在坐标纸上画出v-t图像。
（3）根据v-t图像，可以求得当地重力加速度g=                 m/s²，试管夹到光电门1
的距离约为                   cm。（以上结果均保留两位有效数字）

在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，

（1）下列器材中不必要的一项是________ （只需填字母代号）．
A．重物
B．纸带
C．天平
D．低压交流电源
E．毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是________
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep＝_______J，此过程中物体动能的增加量Ek=______J。（取g="9.8" m／s²，保留三位有效数字）

(5分)某同学用光电门和数字计时器测量自由落体的重力加速度，实验装置如图所示：
 
(1)将光电门A、B和电磁铁安装在支架上，调整它们的位置使三者在一条竖直线内.当电磁铁断电释放小球P后，小球能顺利通过两个光电门.
(2)将数字计时器通电并调整光电门，当光电门A光路被瞬间切断时，即开始计时；当光电门B的光路被瞬间切断时停止计时.实验时先接通电磁铁电源吸住小球，再切断电磁铁电源，小球落下.此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门A、B的时间.实验连续做三次，然后取平均值为Δt.
(3)用直尺测出从小球开始下落的位置到光电门A中心的距离h₁及                          ，则当地重力加速度g的表达式是                   (用已知量和测量量表示).

某活动小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A.B，计时装置测出钢球通过A.B的时间分别为t_A.t_B。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d＝__________cm。
（2）要验证机械能守恒，只要比较__________。
A.与gh是否相等
B.与2gh是否相等
C.与gh是否相等
D.与2gh是否相等
（3）钢球通过光电门的平均速度______。（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速
度，由此产生的误差______（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小。

某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，为了便于测量，给电源串联了一个的保护电阻，实验电路如图l所示，

（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0．检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是       .
（2）按电路原理图l及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来．
（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在坐标图3中描出对应的点，请画出U -I图；

由图3求出：电池的电动势为    V，内阻为     Ω.

物理学是一门以实验为基础的学科，实验中仪器的读数是必不可少的，请你读出图中各种测量仪器的读数，并分别填在a、b、c处。
           
a.           ℃             b.           ㎝          c.           kW·h

在用图所示的实验装置做“探究平抛物体的运动规律”的实验中

(1)实验时除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、重垂线之外，
下列器材中还需要的器材是____（填字母）。
A．坐标纸    B．温度计    C．电流表      D．电压表
(2)实验中，下列说法正确的是______（填字母）
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端切线必须调至水平
C．应使小球每次都从斜槽上不同位置由静止开始滑下
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
(3)某同学在坐标纸上描出小球平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示，图中每个小方格的边长为L＝1.25cm，g＝9.8m/s²   则利用以上数据可求得：

①小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。
②小球运动到D点时的竖直分速度大小为________m/s。

某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50 Hz。

（1）实验中木板略微倾斜，这样做_________；

A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑

B．是为了增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W₁，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W₁…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为____m/s。（保留三位有效数字）

（3）若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图_______。

小明在用打点计时器“研究小车的匀变速直线运动”的实验时，得到一条纸带如图甲所示。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值为1毫米的刻度尺，刻度尺的零刻度线跟“0”计数点对齐。

（1）小明使用的是6V的学生交流电源，则所需选取的打点计时器如图_______（填“乙”或“丙”）；打点计时器的打点周期为_______，图中相邻两计数点的时间间隔T=         ；
（2）根据纸带可判定物体做             直线运动（选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”）。
（3）由图甲可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离，并填入下面表格

中：

距离	测量值／cm
s1	1.20
s2
s3	12.00

（4）小车通过计数点“2”的瞬时速度表达式为v₂=     （用字母T、s₁、s₂、s₃表示，不一定全用上），代入数据得          m/s；小车做匀加速运动的加速度a=       m/s²。（计算结果保留两位有效数字）
（5）小明根据实验数据绘出如图丁所示的s-t²图线（s为各计数点至起点0的距离），则图像的斜率表示         。

一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V，1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
C．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
D．电压表（0～6V，内阻约10kΩ）
E．电压表（0～10V，内阻约30kΩ）
F．电流表（（0～0.3A，内阻约0.1Ω）
G．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
H．电流表（0～3A，内阻约0.6Ω）
I．滑动变阻器（20Ω，2A）
J.滑动变阻器（200Ω，1A）
（1）实验中需用到的仪器有__________________（用字母序号表示）；
（2）在下面方框内画出实验电路图；
    
（3）对应实验电路图将实物连线补充完整。