高中物理实验题

为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P =UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10.
(1)准备使用的实物电路如图所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线代替导线)
        
(2)现有10、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1 应选_______的定值电阻.
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(4)小明处理数据后将P、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示. 请指出图象中不恰当的地方.

某实验小组用学过的方法研究玩具电动机的伏安特性曲线，如图是他准备的器材和设计的实验电路，其中待测电动机M的额定电流为1．0A，额定电压为4．5 V。电路中已经接好了部分导线。
（1）为了完成本实验，请用笔画线当导线，将图中的实物连成完整的电路。（要求通过电动机的电流能从零开始变化）
（2）下表为实验小组的实验记录，同时已经根据表格中数据在坐标纸上描点作出通过电动机的电流I随电压U变化图线如图。

     
根据这幅I－U图线作出的有关判断正确的是：      

A．电动机在转动前、后都可看作纯电阻

B．电动机在转动前可看作纯电阻；转动后不能看作纯电阻

C．电动机在转动前不能看作纯电阻；转动后可看作纯电阻

D．电动机在转动前、后都不能看作纯电阻

（3）根据这幅I-U图线可求出电动机转动且通过的电流为0．90A时，电动机的输出功率为 
         W．（保留3位有效数字）

一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图所示的电路图。请回答下列问题：

（1）考虑电表内阻的影响，该无件电阻的测量值    （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
（2）实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。

（3）为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标（U、I），由求得。乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由求得。其中        （选填“甲”或“乙”）同学的方法正确。

利用如图甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的动摩擦因数，在斜面上安装有两个光电门A、B，且光电门固定在斜面上，A、B两点高度差为h，水平距离为s，当一带有宽度为d的很窄的遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门时的遮光时间t，让滑块每次从斜面上不同点由静止开始滑下，记下相应的t_A、t_B值。
         
完成下列填空和作图：
（1）滑块经过光电门A、B时的瞬时速度v_A＝      ，v_B＝      ；
（2）根据上面测量的物理量，得到滑块的动摩擦因数计算表达式为μ＝            ；
（3）某实验小组同学实验测量得到h＝0.3m，s＝0.4m，d＝0.5cm，根据多次测量t_A、t_B值，由计算机处理得到-图线如图乙所示，可计算得到滑块与斜面动摩擦因数μ＝    （保留两位有效数字）。

（1）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验，采用如图a所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。实验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x的图像如图b所示。（重力加速度）

①利用图b中图象，可求得该弹簧的劲度系数为_______________N/m。
②利用图b中图象，可求得小盘的质量为___________kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值___________（“偏大”、“偏小”、“相同”）
（2）为了较精确地测量一只电流计的内阻，要求按照图1给出的电路进行测量，实验室中可供选择的器材如下：
               
图1                      图2                      图3

A．待测电流计（量程500A，内阻约1kΩ）	B．电阻箱R（阻值1Ω～9999Ω）
C．滑动变阻器R1（阻值0Ω～20Ω）	D．滑动变阻器R2（阻值0Ω～1kΩ）

E．电源（电动势3V，内阻不计）                 F．开关一只，导线若干
①实验中滑动变阻器应选用      ；
②将图2所示的实物图连成实验电路；
③某同学在实验中调节滑动变阻器的滑片至适当位置不变，然后调节电阻箱阻值，取不同值分别读出电流计读数I，作出1/I-R变化关系图象如图3所示，根据图线可求得电流表内阻R_g=             Ω；
④实验中为了安全，要注意：在开关S闭合前，应该（写出两点）
                                                                                       ；
                                                                                       。

某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验。

（1） 你认为还需要的实验器材有____________。
（2） 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________，实验时首先要做的步骤是________________。
（3） 在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂（v₁<v₂）。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）

有一个额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器L（该用电器在电路中可用电阻符号表示），为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
A．电动势为3V、15V、50V的直流电源各一个（内阻均不计）
B.三种规格的滑动变阻器各一个:R₁（规格为0～5Ω  3A）、R₂（规格为0～15Ω  2A）、R₃（规格为0～50Ω 1 A）
C．量程分别为0～0.6A、0～3A内阻可忽略的双量程直流电流表一只
D．量程为0～3V、内阻为2kΩ的直流电压表一只
E．阻值为r₁=2kΩ、r₂=6kΩ、r₃=20kΩ的定值电阻各一个（实验中只能选用一个）
F．开关一个，导线若干
利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，请回答：
①应该选择的滑动变阻器是      ，应该选择的电流表量程是      。
②在（2）图甲虚线框中画出测量电路图。  

③若电表的指针如题6（2）图乙所示，由此可求得该用电器额定功率P＝__ ___W（结果保留三位有效数字）。

为验证动能定理，某同学设计了如下实验．如（1）图所示．将一长直木板一端垫起，另一端侧面装 一速度传感器，让小滑块由静止从木板高处（从传感器所在平面算起）自由滑下至速度传感器时，读出滑块经过此处时的速度，多次改变滑块的下滑高度（斜面的倾角不变），对应的速度值记录在表中：

①要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了纵轴表示的坐标系，你认为坐标系的横轴应该表示_______．
②已知当地重力加速度，若要求出滑块与木板间的动摩擦因数，还需测出___________（写出物理量及符号）；计算滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为______________．

现有一刻度盘总共有N小格、且刻度均匀，量程未准确确定的电压表V₁，已知其量程在13—16V之间，内阻。为测定其准确量程U₁，实验室提供了如下表所列的器材，要求方法简洁，尽可能减少误差，并能测出多组数据。

器材（代号）	规格
标准电压表V2	量程3V，内阻r2=30kΩ
电流表A	量程3A，内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器R	总阻值1kΩ
稳压电源E	20V，内阻很小
开关S、导线若干

（1）某同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种电路图

你认为选择_______电路图测量效果最好。（填“甲”、“乙”、“丙”）
（2）根据测量效果最好的那个电路图，将下列有关器材连接成测量电路。

（3）若选择测量数据中的一组来计算V₁的量程U₁，则所用的表达式U₁=____________，式中各符号表示的物理量是：_______________________________________________。

为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：
A小车    B钩码    C一端带滑轮的木板    D细线   E．电火花计时器   F．纸带
G．毫米刻度尺   H．低压交流电源   I．220V的交流电源

（1）根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是      （填写器材序号），还应补充的器材是           ．
（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为T．则打点2时小车的速度=     ；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为             ．

（3）在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________．

某课外活动小组自制了一台称重电子秤，其原理结构如图甲图所示，R₀为定值电阻；R是压敏电阻，其阻值随所受压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到几十欧，通过电压表的读数可以知道压力大小。若要想电子秤正常工作，首先通过实验探究压敏电阻阻值和F大小的关系，于是课外小组又设计了如图乙所示的探究压敏电阻阻值和F大小的关系的实验电路。图乙电路中由下列主要实验器材进行选择：

A．电源E（3V，内阻忽略不计）；

B．电流表A1（0.3A，内阻r1=10Ω）；

C．电流表A2（0.6A，内阻约为1Ω）；

D．电压表V（15V，内阻约为5kΩ）；

E．开关S，定值电阻R₁。
（1）为了比较准确测量电阻R，请完成图乙虚线框里两块表的选择（填电表代号）。
（2）图乙中，在电阻R上施加竖直向下的力F，闭合开关S，记录各个电表读数，得出R=               ，表达式中需要测量的各字母的物理意义为                                            。
（3）图乙所示电路中，改变力的大小，得到不同的R值，得到如图丙所示的R—F图象，写出R和F的关系式R=                 。
（4）若甲图所示的电路中，在压敏电阻R上水平放置一个重力为1.0N的托盘，在托盘上放一重物，电源电动势E=9.0V，电源内阻r=1.0Ω，R₀=5.0Ω，闭合开关，电压表示数为5.0V，则重物的重量为          N。

（I）在《验证力的平行四边形定则》的实验中，下列说法正确的是    
A．同一次实验过程，两次拉橡皮条时，其结点O应达同一位置
B．用两只弹簧秤拉橡皮条时，两细线的夹角应越大越好
C．用一只弹簧秤拉橡皮条时，只需记录弹簧秤的读数
D．本实验采用的科学方法是等效替代法
（II）在《验证机械能守恒定律》的实验中，重物的质量为m，所用交流电的频率为50Hz，打出了如图所示的一条纸带，其中O为起点，A、B、C为三个连续的计时点。可得（g=9.8m/s₂，重物的质量m取0.4kg计算）：

（1）打点计时器打B点时，重物的重力势能减小量为                重物动能为            （结果均保留三位有效数字）
（2）通过计算结果你能得出的结论：                               
（III）现要测量某一电压表V₁电阻R_X，提供的实验器材有：
A．待测电压表V₁（量程2V，内阻约为2kΩ）
B．电压表V₂（量程6V，内电阻约3kΩ）
C．定值电阻R₁=3kΩ
D．定值电阻R₁=300Ω
E．滑动变阻器R₃（最大阻值为10Ω，额定电流2A）
F．电源E（电动势6V，内阻较小）
G．开关、导线若干
要求测量尽可能精确，试解答
①为了便于实验操作，定值电阻应选       
②请在下边方框内画出实验原理图

③电路接通后，若电压表V₁和V₂的读数分别为U₁和U₂，则电压表V₁的内阻R_X=           

为了测量某一未知电阻R_x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A，内阻约0. 5Ω）、滑动变阻器（0~15Ω，2A）、电源（E=3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验。

①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐；

②图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______端（选填“a”、“b”）。
③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在 坐标系中描出坐标点，请你完成U-I图线；

④根据U-I图可得，该未知电阻的阻值R_x=______。（保留两位有效数字）
⑤由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值_____________ R_x的真实值（填“>”、“<”或“=”）。
⑥利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由      
                                                                         。

在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=9.80m/s²，重锤质量为mkg，计算结果均保留3位有效数字）

① 图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是           段的读数，应记作              cm；
② 甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒， 他用AC段的平均速度作为B点对应的即时速度v_B，则求得该过程中重锤的动能增加量△E_k=             J， 重力势能的减少量△E_p=           J。这样验证的系统误差总是使△E_k         △E_p（选填“>”、“<” 或“=”）；
③ 乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用v=gt计算与B点对应的即时速度v_B，求得动能的增加量△E_k=                J。这样验证的系统误差总是使△E_k          △E_p（选填“>”、“<” 或“=”）。
④ 上述两种处理方法中，你认为合理的是         同学所采用的方法。（选填“甲”或“乙”）

(11分)从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A₁的内阻r₁，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。

器材(代号)	规格
电流表(A1)	量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω)
电流表(A2)	量程500 μA、内阻r2="750" Ω
电压表(V)	量程10 V、内阻r3="10" kΩ
电阻(R1)	阻值约为100 Ω
滑动变阻器(R2)	总阻值约为50 Ω
电源(E)	电动势1.5 V、内阻很小
开关(S)、电线若干

 
①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图，其中符合实验要求的是（   ）

②请简要说明你选择原理图的理由                          。
③若选测量数据中的一组来计算r₁，则所用的表达式为r₁=　　　　，式中各符号的意义是　                        。