高中物理实验题

在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。

实验过程：
（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。
（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）。
（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m₁、m_2。
（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（=0）,用滑块1以初速度与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间）,撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间。
（6）先根据   ④  计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据： m₁=0.324kg   m₂=0.181kg      L=1.00×10^-3m

次 数	滑块1	滑块2	碰前系统动量kgms^-1	碰后系统动量kgms^-1
/ms^-1	/ms^-1	/ms^-1	/ms^-1			(+)
1	0.290	0.184	0	0.184	0.094	⑤	⑥
2	0.426	0.269	0	0.269	⑦	⑧	0.136
结论：   ⑨

 

在“探究加速度与质量的关系”的实验中：
(1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细沙的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺；还缺少的一件器材是________．
(2)实验得到如图甲所示的一条纸带，相邻两个计数点的时间间隔为T；B、C两点的间距x₂和D、E两点的间距x₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为________________．

（3）某同学根据实验数据画出的a图线如图乙所示，从图线可得沙和沙桶的总质量为________ kg.(g取10 m/s²)
（4）另一位同学根据实验数据画出的a图像如图丙所示，则造成这一结果的原因____________

“研究感应电流产生的条件”的实验电路如图甲所示。实验表明：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。在闭合电键S前，滑动变阻器滑动片P应置于______端（选填“a”或“b”）。电键S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流，试写出其中的一种方法：__________________________。

（2）多用表的刻度盘如图乙所示，请回答：
当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指在图示位置，则所测电流为__________mＡ；
若用此多用表测量一个阻值约为2.0×10⁴Ω的电阻，为了使测量比较准确，应选的欧姆档是_________（选填“×10”、“×100”或“×1K”）。

某同 学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图 (b)所示，这样就 大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先______________，然后___________________，让滑块带动纸带一起 运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．  （1）试完善实验步骤⑥的内容。
（2）已知打点计时器每隔0．02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_______kg·m/s（保留三位有效数字）。

某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R₀（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干．

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（填“增大”“不变”或“减小”）．

（3）用另一电源E₀（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．（结果均保留2位小数）

有一个标有“12V，24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：

A．直流电源15 V（内阻可不计）

B．直流电流表0～0.6 A（内阻约0.5 Ω）

C．直流电流表0～3 A（内阻约0.1 Ω）

D．直流电压表0～3 V（内阻约3 kΩ）

E.直流电压表0～15 V（内阻约15 kΩ）
F.滑动变阻器10 Ω、5 A
G.滑动变阻器1kΩ、3A
（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用
（用序号字母表示）。
（2）在答题纸上对应的虚线框内画出最合理的实验原理图。

（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是________W。

（4）若实验中采用了如右图所示的部分电路，测算出的电功率比灯泡的实际功率           （选填“徧大”或“徧小”）。

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，实验时小刚同学将长木板放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，通过改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度与细线拉力F的关系。

（1）图乙中符合小刚的实验结果的是（   ）

（2）小丽同学做该实验时，拉力传感器出现了故障，为此，小丽同学移走了拉力传感器，保持小车的质量不变，并改进了小刚实验操作中的不足之处，用所挂钩码的重力表示细线的拉力F，则小丽同学得到的图像可能是乙图中的         ；小森同学为得到类似乙图中的A图，在教师的指导下，在小丽实验的基础上进行如下改进：称出小车质量M、所有钩码的重质量，先挂上所有钩码，实验时依次将钩码摘下，并把每次摘下的钩码都放在小车上，多次实验，仍用F表示所挂钩码的重力，画出图，则图线的斜率
      （用题中给出的字母表示）。

某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻。实验中电表内阻对实验结果影响很小，均可以忽略不计。闭合电键S后，变阻器的滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图（2）的U－I图像中的直线a、b所示。
（1）用画线代表导线，将下面实物图中各元件按图（1）连接成实验电路（电压表量程选3V，电流表量程选0.6A）
（2）通过分析可知，其中图（2）中图线       （填a或b）表示电压V₂随电流表A示数变化关系
（3）根据U-I图象中坐标轴所标出的数据，可求出电源的电动势E=_________，内阻r=________。（用图中给出的坐标值表示）

在研究匀变速直线运动规律的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带．图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1秒，则：（结果保留两位有效数字）

（1）根据实验给出的数据可以判断小车做            运动
（2）D点的瞬时速度大小为       m/s，DE段平均速度大小为      m/s
（3）运动小车的加速度大小为         m/s²．

“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示，

① 本实验采用的科学方法__ _
A. 理想实验法                      
B. 等效替代法
C. 控制变量法
D. 放大法
②有关此实验，下列叙述正确的是______.
A.两弹簧测力计的拉力方向的夹角越大误差越小
B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可.
③如图所示是两位同学在做验证共点力合成时得到的结果，其中____________图比较合符试验事实。

④在研究共点力合成的实验中,得到如图所示的合力F与两分力间夹角θ的关系图线,由此可得两分力的大小分别是_　  _N、 __　　N.

某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，探究弹力与弹簧伸长量的关系．下表是该同学的实验数据．实验时弹簧始终未超过弹性限度.  g取10N/kg

砝码质量m×10^－3 kg	0	30	60	90	120	150
弹簧总长度l×10^－2 m	6.0	7.2	8.3	9.5	10.6	11.8

 

弹簧伸长量x/m	0	0．012	0．023	0．035	0．046	0．058
弹力F/N	0	0．30	0．60	0．90	1．20	1．50

 
(1)根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象．

(2)根据图象得到弹簧的劲度系数是______N/m.

用如图游标卡尺来测量玻璃管内径，应该用如图(甲)中游标卡尺的A、B、C三部分的　   _　___　部分来进行测量(填代号). 由图(乙)中读出玻璃管的内径d＝　　　　 mm..
 

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a= 　　    m/s²。（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

砝码盘中砝码 的总重力F/N	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a/（m·s^-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

 
请根据表中数据在右边的坐标纸上作出a-F的关系图象。
（3）作出的a-F图线明显不通过原点，请你查找实验中引起该问题的主要原因。其主要原因是：_______________________。

打点计时器是一种使 ____________ 电源的 ____________ 仪器．目前，常用的有 ___________________ 和电火花打点计时器两种．当电火花打点计时器使用的交流电源频率是50Hz时，电火花计时器每隔__________ s打一个点．现在某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14．56 cm，CD长为11．15 cm，DE长为13．73 cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为      m/s，小车运动的加速度大小为    　 m/s²，AB的距离应为            cm。（保留三位有效数字）　

引力常量的测量
（1）英国科学家___________通过右图所示的扭秤实验测得了引力常量G。

（2）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（       ）（多选）

A．减小石英丝的直径

B．增大T型架横梁的长度

C．利用平面镜对光线的反射

D．增大刻度尺与平面镜的距离