高中物理实验题

正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素¹⁵O注入人体，参与人体的代谢过程．¹⁵O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：
写出¹⁵O的衰变的方程式______________________．
将放射性同位素¹⁵O注入人体，¹⁵O的主要用途（    ）

A．利用它的射线	B．作为示踪原子
C．参与人体的代谢过程	D．有氧呼吸

设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=        ．
PET中所选的放射性同位素的半衰期应          ．（填“长”或“短”或“长短均可”）

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

（1）部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：           （用字母填写）
（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=         s
（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=            。
（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=        

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到________________（选填“最大值”“最小值”“任意值”）。
（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值的定值电阻两端的电压U。
下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________________（选填“1”“2”）

方案编号	电阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

（3）根据实验数据描点，绘出的图像一条直线，若直线的斜率的k，在坐标上的截距为b，用该电源的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和表示）

某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验：
(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；
(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上A点，在橡皮筋的中点D再用细线系一重物，自然下垂，如图甲所示

(3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的B点，如图乙所示．为完成实验，下述操作中需要的是_____．
A．橡皮筋两端连接细线长度必须相同
B．要测量图甲中橡皮筋Oa和图乙中橡皮筋Oa，Ob的长度
C．A、B两点必须在同一高度处
D.要记录图甲中D点的位置及过D点的竖直方向
E．要记录图乙中结点D的位置、过结点D的竖直方向及橡皮筋Oa，Ob的方向

在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。在实验数据处理中，某同学取A.B两点来验证实验。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，g取9.8 m/s²，图中测量结果记录在下面的表格中。

项目	x1/cm	A点瞬时 速度/(m·s^－1)	x2/cm	B点瞬时 速度/(m·s^－1)	AB两点间距离/cm
数据	3.92	0.98	12.80		50.00

 
(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________端；(选填“左”或“右”)
(2)将表格中未填项目填写完整；
(3)若重物和夹子的总质量为0.6 kg，那么在A到B运动过程中，动能的增加量为____ J，重力势能的减少量为______J。

下图给出的螺旋测微器的示数为________mm，游标卡尺的示数为_________cm

某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器（频率为50Hz，即每0.02s打一个点）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间还有4个点未画出．其中x₁=7.05cm、x₂=7.67cm、x₃=8.29cm、x₄=8.91cm、x₅=9.53cm、x₆=10.15cm，

（1）关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是      ．
A．先释放纸带，后接通电源          B．先接通电源，后释放纸带
C．释放纸带同时接通电源           D．先接通电源或先释放纸带都可以
（2）小车运动的加速度为      m/s²．（保留2位有效数字）

现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用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=___________。

用如图所示的实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知m₁=50g，m₂=150g，则(计算结果保留两位有效数字)(实验用交流电
周期为0.02秒)


(1)在记数点0 5过程中系统动能的增量△E_k=__________J。为了简化计算，设g=10m/s²，则系统势能的减少量△E=______________J；
(2)在本实验中，若某同学作出了2v h图象，如图所示，h为从起点量起的长度， 则据此得到当地的重力加速度g=_________________m/s².

现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图1所示。表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连;打点计时器固定在木板上,连接频率为50Hz的交流电源。接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带打出一系列的点迹。

(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计 数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),2、3和5、6计数点间的距离如图所示,由图中数据求出滑块的加速度a=         m/s² (结果保留三位有效数字)。
(2)已知木板的长度为L,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量是（     ）

A．滑块到达斜面底端的速度v

B．滑块的质量m

C．滑块的运动时间 t

D．斜面高度h和底边长度x

(3)设重力加速度为g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ =____(用所需测物理量的字母表示)。

为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V₁
B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表V₂
C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V₃
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．
② 利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号V₁、V₂或V₃与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．
③根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时、电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝______V、内阻r＝____Ω.

读出下列测量仪器的读数。

游标卡尺                mm    
螺旋测微器            cm

实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是     。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
(2)现利用图(a)所示装置验证动量守恒定律。在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计数器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验测得滑块A的质量m₁=0.301kg，滑块B的质量m₂=0.108kg，遮光片 的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电的频率f=50.0Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰。碰后光电计数器显示的时间为Δt_B=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。

若实验允许的相对误差绝对值（）最大为5%，本实
验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。

某同学利用如图甲所示的实验装置，探究物体在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处），从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为。

①通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点      和     之间某时刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为       m/s，计数点6对应的速度大小为       m/s．（保留三位有效数字）。
③物块减速运动过程中加速度的大小为              。

如图所示，用“碰撞实验器”：可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______  (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m_l多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。

然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m_l从斜轨上S位置静止释放，与小球m₂相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________。(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m_l、m₂
B．测量小球m₁开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（3）经测定，m₁=45.0g，m₂=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后m₁的动量分别为p₁与p₁´，则p₁:p₁´="____" :11；若碰撞结束时m₂的动量为p₂´，则p₁´: p₂´=11:_______。
实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为____________。（此问结果保留三位有效数字）