高中物理实验题

测量电源电动势和内电阻的器材如图A所示，请用实线表示导线，将图A中器材连成实验用电路，实验时经测量得出的数据如下表，请在下图B的方格纸上画出U—I图线。利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为          、       。

 

某同学利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20。他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，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1）；
电流表A₁（量程0~100mA，内阻约5）；
电流表A₂（量程0~0.6A，内阻约0.2）；
电阻箱R（0～999.9）；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．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表指针指到最大值处（即满偏），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，调整电阻箱接入电路中的阻值，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，整理器材。
①实验中电流表应选择        （选填“A_l”或“A₂”）；
②用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图乙所示的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，根据闭合电路欧姆定律，结合图乙，求出这种电阻丝材料的电阻率=      （用R₀、L₀、d和常数表示）。
③若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果      （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

影响材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件P，测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
（1）图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加两根导线，使电路完整．

（2）改变滑动变阻器的阻值，记录两电表的读数．根据表中数据，在图b中画出元件P的I-U图象，并判断元件P是金属材料还是半导体材料?答：             

U/V	0	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0	0.04	0.09	0.16	0.25	0.36	0.56

（3）若可供选择的滑动变阻器有R₁（最大阻值2Ω，额定电流为0.3A）、R₂（最大阻值10Ω，额定电流为1A），则本实验应该选用滑动变阻器         ．（填器材前的编号）
（4）把元件P接入如图c所示的电路中，已知定值电阻R阻值为4Ω，电电动势为2V，内阻不计，则该元件实际消耗的电功率为         W．

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量法来研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系．下列措施中正确的是（  ）

A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速运动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后打开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a =  m/s²，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v _C =      m/s．(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/ m/s^2	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

请根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是_________．

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图所示的装置．

（1）下列说法中正确的是  ．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该控制小车的质量不变
C．在探究加速度a与小车质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出图象
（2）如图是小车做匀变速直线运动得到的一条纸带，相邻的两计数点之间有四个计时点没画出来，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得=5.18cm，=4.42cm，=3.62cm，=2.78cm，=2.00cm，=1.20cm。则相邻两计数点间的时间间隔为__________s；小车的加速度大小a=_____________m/s²，小车做_________运动（填“加速””减速”或“匀速”）；打点计时器打计数点3时，小车的速度大小=___________m/s。（结果小数点后只保留三位有效数字）

某电流表的量程为I₀="50" mA，内阻为r₀=50Ω，其表盘刻度线已模糊不清，要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值，有下列器材：

A．待测电流表	B．6 V直流电源E
C．“0～10Ω，1A”滑动变阻器R1	D．“0～100Ω，50mA”滑动变阻器R2

E．“0.6 A,0.5Ω” 标准电流表       F．“3A，0.01Ω”标准电流表
G．5Ω定值电阻R₃                   H．20Ω定值电阻R₄
Ⅰ．开关及导线若干
（1）应选用的器材有___________（只需填写所选器材序号）.
（2）在右侧虚线框内画出实验电路图.

（3）待测电流表的电流刻度值的表达式：I=_____________，
式中各物理量所表示的意义分别为____________________________.

在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各种数据用实心圆点标于坐标图上, 如下图所示.
（1）根据各点表示的数据，描出I-U图线，由此求得该电阻的阻值R_x=___________.（保留两位有效数字）
（2）画出实验的电路原理图.

为了测量某种材料制成的电阻丝R_x的电阻率，提供的器材有：
A．电流表G，内阻R_g=120，满偏电流I_g="3" mA
B．电流表A，内阻约为1，量程为0～0.6A
C．螺旋测微器，刻度尺
D．电阻箱R₀（0～9999，0.5A）
E．滑动变阻器R（5，1A）
F．电池组E（6V，0.05）
G．一个开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用________档（填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示.

（2）把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6 V的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为R₀=______.
（3）请用改装好的电压表设计一个测量电阻R_x阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，请将图中电路图补画完整.

（4）电阻率的计算：测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d.电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I₁，电流表A的示数为I₂，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式_________.

利用图中所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

s（m）	0．500	0．600	0．700	0．800	0．900	0．950
t（ms）	292．9	371．5	452．3	552．8	673．8	776．4
s/t（m/s）	1．71	1．62	1．55	1．45	1．34	1．22

完成下列填空和作图：
（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v₁测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；
（2）根据表中给出的数据，在图中给出的坐标纸上画出图线；

（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s²（保留2位有效数字）。

为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A₀是标准电流表，R₀和R_N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S₁分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：

（1）将S拨向接点1，接通S₁，调节________,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I；
（2）然后将S拨向接点2，调节________,使________,记下此时R_N的读数；
（3）多次重复上述过程，计算R_N读数的________ ,此即为待测微安表头内阻的测量值。

某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
F/N	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
t/（ms）	28.6	23.3	20.2	18.1	16.5
t^2/（ms）^2	818.0	542.9	408.0	327.6	272.25
t^-2/[×10^-4(ms)^-2]	12.2	18.4	24.5	30.6	36.7

(1)若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d,读出遮光条的宽度d＝1.050cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为         m/s(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t关系式为              。
⑶本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出       (选填)的关系图象，请作出该图线。
⑷根据作出的图像，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是                     。

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

（1）图线_   _是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）
（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 _   _

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）

B．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量

C．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

（3）小车和位移传感器发射部分的总质量为_   _kg；小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为_   __N。

某实验小组要描绘一只规格为“2.5V，0.5A” 小灯泡的伏安特性曲线，除了提供导线和开关外，还有以下一些器材：
A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计)
B．电压表V(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)
C．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)

(1)为完成本实验，请用笔画线当导线，将实物图连成完整的电路，要求实验误差尽可能的小．(图中有几根导线已经接好)
(2)下表中的数据是该小组在实验中测得的，请根据表格中的数据在方格纸上作出电珠的伏安特性曲线．根据I－U图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是            ．

U/V	0.00	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
I/A	0.00	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

如图电路，某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω，连接电路的实物图如下图所示。

（1）该学生接线中错误的和不规范的做法是____________
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线不妥
（2）该同学将电路按正确的电路图连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验。某一次电表的示数如图所示，则电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。

（3）该同学实验完毕，将测量的数据反映在U—I图上（如图所示），根据这一图线，可求出电池的电动势E=___________V，内电阻r=_____________Ω。

(14分)为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲中读出金属丝的长度L=______mm
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙中读出金属丝的直径D=_____mm．
(3)该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙中读出金属丝的电阻R=____Ω

(4)接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A₁（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A₂（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V₁（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V₂（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝R_x，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选_____，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（用器材前的字母表示即可）
(5)在如图丁所示的实物上画出连线（部分线画划出）