2013届高中物理历年高考试题分类汇编——物理实验

某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间，

实验步骤如下：
①用游标卡尺测测最滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量A、B之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂；
③将滑块从A点静止释放．由光电计时器读出滑块的挡光时间t；
④重复步骤 ③数次，井求挡光时间的平均值
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤做出f一cosα关系曲线。
（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）
①斜面倾角的余弦cosα＝                     ；
②滑块通过光电门时的速度v ＝              ；
③滑块运动时的加速度a＝                   ；
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f＝           ；
（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d＝                。

在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器()、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₁,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x₁;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₂,弹簧对应的长度为x₂,则弹簧的劲度系数k=__________.

图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I_R=300A，内阻R_g=100，可变电阻R的最大阻值为10k，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是    色，接正确使用方法测量电阻R_x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R_x=   k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R_x其测量结果与原结果相比较         （填“变大”、“变小”或“不变”）。

一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程I_m。所用器材有：

量程不准的电流表，内阻r₁=10.0，量程标称为5.0；
标准电流表A₂，内阻r₂=45，量程为1.0；
标准电阻R，阻值10；
滑动变阻器R，总电阻约为3000；
电源E，电动势为3.0V， 内阻不计；
保护电阻R₂；开关S；导线。
回答下列问题：

（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。
（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至       端。
（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A₁满偏；若此时电流表A₂的读数为I₂，则A₁的量程I_m=             。
（4）若测量时，A₁未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出A₁的示数I₁=       ，A₂的示数I₂=        ；由读出的数据计算得I_m=         。（保留3位有效数字）

（5）写一条提高测量准确度的建议：
                                                                

某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。
 
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14。
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，______________，合上开关，重复②的操作。
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出图15的关系图线，其斜率为_____________A^-1m^-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________的电阻之和。
（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是_______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是____________，其数值和单位为_______________（保留三位有效数字）。

某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标约丢失了一部分，剩余部分如图2所示，图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P₁、P₂和P₃是轨迹图线上的3个点，P₁和P₂、P₂和P₃之间的水平距离相等。

完成下列填空：（重力加速度取9.8m/s²）
（1）设P₁、P₂、和P₃的横坐标分别为x₁、x₂和x₃，纵坐标分别为y₁、y₂和y₃，从图2中可读出︱y₁－ y₂︱=_________m，︱y₁－ y₃︱=__________m，︱x₁－ x₂︱=__________m（保留两位小数）。
（2）若已测知抛出后小球在水平方向做匀速运动，利用（1）中读取的数据，求小球从P₁运动到P₂所用的时间为___________s，小球抛出后的水平速度为___________m/s（均可用根号表示）。，
（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m,设E₁和E₂分别为开始下滑时和抛也时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，×100%=_______%（保留两位有效数字）

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度。

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。

② 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作            图象，其纵轴表示的是          ，横轴表示的是           。

甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量范围是0~4V的直流电压表。

①她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r_g，其中电阻R₀约为1k。为使r_g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用       ，电阻器R₁应选用    ，电阻器R₂应选用        （选填器材前的字母）。
A电源（电动势1.5V）            B电源（电动势6V）
C电阻箱(0~999.9)             D滑动变阻器(0~500)
E电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）(0~5.1k)
F电位器（0~51k）
②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R₂的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：         ,         ,         ,         ,最后记录R₁的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

E.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R₁的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R₁的阻值为300.0，则图中被测电流计G的内阻r_g的测量值为    ，该测量值      实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。
④给电流计G        联（选填“串”或“并”）一个阻值为       k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表。

乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表V0、一个电池组E、一个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表G直接与一个定值电阻R相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表V0校准。请你画完图2方框中的校准电路图。
②实验中，当定值电阻R选用17.0k时，调整滑动变阻器R′的阻值，电压表V0的示数是4.0V时，表G的指针恰好指到满量程的五分之二；当R选用7.0k时，调整R′的阻值，电压表V0的示数是2.0V，表G的指针又指到满量程的五分之二。由此可以判定，表G的内阻r_g是           k，满偏电流I_g是          mA。若要将表G改装为量程是15V的电压表，应配备一个      k的电阻。