高中物理实验题

测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定．

（1）实验过程中，电火花计时器应接在  ▲ （选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使  ▲ ．
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=  ▲ ．
（3）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．则木块加速度大小a=  ▲ m/s²(保留两位有效数字)．

 

某同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，其原理如图所示：金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R₁之间的摩擦不计）。定值电阻；电阻是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的（类似于滑动变阻器），其长度为10cm，阻值，电源电动势E=3V，内阻不计。理想电流表的量程为0～100mA。当拉环不受拉力时，触头P刚好不与电阻接触（即电路断开）。弹簧的劲度系数为10000N/m。

（1）电路中连入的目的是                                             。
（2）设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值，那么在原电流表的40 mA处应改为         N。分析可知拉力计的刻度是否均匀              。
（3）长时间使用后电源的电动势会下降，因此会造成测力计的读数偏___________。
（4）为了使拉力计的量程增大应采用的措施是（只填写一条）
                                                                  ；

（1）在实验中得到小车做直线运动的s－t关系如图所示。

①由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为       。

A．AC段是匀加速运动；DE段是匀速运动

B．AC段是加速运动；DE段是匀加速运动

C．AC段是加速运动；DE段是匀速运动

D．AC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动

②在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_________段中的平均速度。
（2）在做单摆实验时，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，细激光束与球心等高，如图左图所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如右图所示，则该单摆的振动周期为　　　　。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用密度不变，直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，单摆的摆角不变，则该单摆的周期将________,（填“变大”、“不变”或“变小”），右图中的Δt将　　　　（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（3）某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻R_x :电源E，适当量程的电流表、电压表各一只，滑动变阻器R，电阻箱R_p,开关S₁、S₂，导线若干。他设计的电路图如左图所示
实验步骤：先闭合S₁，断开S₂，调节R和R_P，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为I₁、U₁；在保持R和R_p阻值不变，闭合S₂，记下电流表和电压表示数为I₂、U₂
①请按电路图将实物图的连线补充完整；
②写出被测电阻R_X=                   （用电表的示数表示）；
③此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，被测电阻的测量值    真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）
④用图示电路            测出电压表的内阻（填“不能”、“能”）

要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供些列器材：


（1）待测线圈L：阻值约为2Ω，额定电流为2A
（2）电流表A₁：量程为0.6A，内阻为0.2Ω
（3）电流表A₂：量程为3A，内阻约为0.2Ω
（4）变阻器R₁阻值为0~10Ω
（5）变阻器R₂阻值为0~1kΩ
（6）电源E：电动势为9V，内阻很小
（7）定值电阻R₃=10Ω
（8）定值电阻R₄=100Ω
（9）开关两个S₁和S₂
要求实验时，改变变阻器的阻值，可使在尽可能大的范围内测得多组A₁、A₂的读数I₁、I₂，然后利用I₁—I₂图象求出电感线圈电阻R_L。
（1）实验中定值电阻应该选      ，变阻器应选择      。
（2）请在方框内画出电路图。
（3）实验结束时应先断开开关       。
（4）实验测得数据如图II所示，则电感线圈的直流电阻值为      。（保留两位有效数字）

某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：


（1）当地的重力加速度是多少？
（2）如何测定物体下落过程中某一位置的速度？
（3）下落过程中机械能是否守恒？
此同学依据以上问题设计了如下实验方案：
如图甲所示，将打点计时器（频率为）固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示。在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出。
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需            （填字母代号）中的器材。

A．交流电源、天平及毫米刻度尺

B．交流电源、毫米刻度尺

C．交流电源、毫米刻度尺及砝码

D．交流电源、天平及砝码

②计算当地重力加速度       。(用f, s₂, s₅表示)
③为了提高实验的准确程度，该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做图象外，还可作             图象，其纵轴表示的是             ，横轴表示的是                 。

(12分)某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）；
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω；
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω。

在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了如下图所示的段落轨迹ABC。物体是由原点Ｏ水平抛出，Ｃ点的坐标为（60、45），则平抛物体的初速度υ₀＝　　　　   m/s，物体通过b点时的速度大小为υ_B＝       m/s。

(18分)
（1）①在一次课外探究活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上的铁块A于长金属板B间的动摩擦因数，已测出铁块A的质量为1kg，金属板B的质量为0.5kg，用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，稳定时弹簧秤示数如图所示（已放大），则A、B间的摩擦因数                          （g取10m/s²）
②将纸带连接在金属板B，的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，测量后的结果如图乙所示，图中几个连续的计数点的时间间隔0.1s，由此可知水平里F=        N

（2）某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻R_x :电源E，适当量程的电流表、电压表各一只，滑动变阻器R，电阻箱R_p,开关S₁、S₂，导线若干。他设计的电路图如图（a）所示
实验步骤：先闭合S₁，断开S₂，调节R和R_P，使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为l₁、U₁；在保持R和R_p阻值不变，闭合S₂，记下电流表和电压表示数为l₂、U₂
①请按电路图在实物图(b)上连线（要求闭合S₁前，华东滑动变阻器的滑动触头P处于正确的位置）；
②写出被测电阻R_X                     （用电表的示数表示）
③此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，被测电阻的测量值    真实值（填“大于”、“小于”）
④用图（a）电路、            测出电压表的内阻（填“不能”“能”）

（1）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz. 根据纸带可求出小车的加速度大小为          m/s².（结果保留两位有效数字）
②在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据. 在分析处理时，该组同学产生分歧；甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象. 两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注. 但尚未完成图象（如下图所示）. 你认为同学             （填“甲”、“乙”）的方案更合理. 请继续帮助该同学作出坐标中的图象.

③在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c)，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因.
答：                                          .

（2）某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）.
为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材
A：电流表A₁（量程300mA，内阻约1Ω）  B：电流表A₂（量程0.6A，内阻约3kΩ）
C：电压表V₁（量程3.0V，内阻约5kΩ）   D：电压表V₂（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E：滑动变阻器R₁（最大阻值为50Ω）      F：滑动变阻器R₂（最大阻值为500Ω）
G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）                  H：电键、导线若干
①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可）电流表         ；电压表        ；滑动变阻器         .
②下列给出的测量电路中，最合理的电路是             .

二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。
（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小。然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断    端为二极管的正极。（选填“左”、“右”）
（2）厂家提供的伏安特性曲线如右图，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：

A．直流电源E：电动势3V，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R：0～20Ω
C．电压表V₁：量程5V、内阻约50kΩ
D．电压表V₂：量程3V、内阻约20kΩ
E．电流表A：量程0.6A、内阻约0.5Ω
F．电流表mA：量程50mA、内阻约5Ω
G．待测二极管D
H．单刀单掷开关S，导线若干
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用     ，电流表应选用     。（填序号字母）
（3）为了达到测量目的，请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路原理图。

（4）为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：                                                               
                                                                    。

某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如下实验：
（1）他的操作步骤是：
①安装好实验装置如图。

②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上。
④先接通打点计时器的电源，后释放小车，打出一条纸带。
（1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：（g=9.8m/s²）
①第一个点到第N个点的距离为40.00cm.
②打下第N点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功为         J，小车动能的增量为       J。（计算结果保留三位有效数字）
（2）此次实验探究结果的误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了某些产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是：①                      
②                                 。

如图所示，一个四分之三内壁光滑的圆弧轨道ABC，放置在竖直平面内，圆弧轨道半径为R，在A点与水平桌面AD相接，桌面与圆心O等高。MN是放在水平桌面上长为R、厚度不计的垫子（小球落在上面不反弹），左端M正好位于A点。将一个质量为m的小球从A处正上方P点由静止释放，从A点沿切线进入圆弧形轨道。不考虑空气阻力。
（1）欲使小球沿轨道通过C点后落到N点，P点距水平桌面AD的高度是多少? 落到N点时速度方向与水平方向的夹角θ多大？
（2）通过计算说明，小球沿圆弧轨道离开C点后能否再从A点进入圆弧轨道。

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势E约为1.5 V，内电阻r小于1.0Ω)
B．电流表A₁（0～3 mA，内阻R_g1=10Ω)
C．电流表A₂(0～0.6 A，内阻R_g2="0.5Ω)"
D．滑动变阻器R₁(0～2.5Ω,1 A)      
E．滑动变阻器R₂(0～20Ω,l A)
F．定值电阻R₀ (500Ω)              
G．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是      图所示的电路（填写“a”或“b”）；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选    (填写器材前的字母代号）．
（2）该同学根据（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出I₁―I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），请在图乙坐标系中作出I₁―I₂的定性图线。则图线斜率的绝对值等于             。（用题中所给的各物理量的符号表示）
（3）若将图线的纵坐标改为             ，横轴仍为I₂，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即，但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现利用平抛的特性来间接地测出v。

如图（a）中，悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球（OB等于摆线长），当悬线摆至B处，摆球与小球发生完全弹性碰撞（速度互换），被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律。（已知重力加速度为g，两球的质量均为m。）
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为          m。
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀ =          。
（3）此实验中，小球从A到B过程重力势能的减少量ΔE_P =        ，动能的增加量E_K=  
若要验证此过程中摆球的机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系          。（用题中的符号表示）

现要测量电流表G₁的内阻，给出下列器材：
电流表G₁（量程5 mA，内阻r₁约为150左右），电流表G₂（量程10 mA，内阻r₂约为100左右）
定值电阻R₁="100Ω     " 定值电阻R₂=10Ω
滑动变阻器R₃（0～200）
干电池（1.5 V，内阻未知）
单刀单掷开关S  导线若干
①定值电阻选               ；
②在方框中画出实验电路设计图，并标明所用器材的代号；

③若选测量数据中的一组来计算，所用的表达式___________________________，
式中各符号的意义是：_______________________________________________________。