高中物理实验难题集100题.doc

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高中物理实验难题集

1.用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（单摆摆角小于5º），计算机屏幕上得到如图a所示的F–t图象。

然后将单摆挂在测力探头上，使单摆保持静止，得到如图b所示的F–t图象。

那么：

（1）、此单摆的周期为0.8s秒。

（2）、设摆球在最低点时Ep=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是：

（BD）

U/V

0.0

0.2

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I/A

0.000

0.050

0.100

0.150

0.180

0.195

0.205

0.215

2某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。

他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：

现备有下列器材：

A．内阻不计的6V电源；

B．量程为0～3A的理想电流表；

C．量程为0～0.6A的理想电流表；

D．量程为0～3V的理想电压表；

E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；

F．电键和导线若干。

（1）这个实验小组在实验中电流表选的是C。

（填器材前面的字母）

Z

A

V

甲

Z

A

V

乙

0

0.05

I/A

U/V

0.10

0.15

0.20

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.25

（2）分析上表内实验数据可知，在方框内画出实验电路图

A

R0

Z

A

B

A

（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线

如图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而

变大（填“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.10A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R0阻值为____10____Ω。

3.某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：

质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度h

组次

1

2

3

4

5

6

h/m

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

vA/（m·s-1）

1.23

1.73

2.12

2.46

2.74

3.00

vA-1/（s·m-1）

0.81

0.58

0.47

0.41

0.36

0.33

vA2/（m2·s-2）

1.50

3.00

4.50

6.05

7.51

9.00

O

h/m

⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为。

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。

为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。

O

h/m

vA2/m2·s-2

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

1.50

3.00

4.50

6.00

7.50

9.00

⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能

Ek=（请用质量m、速度vA表示）。

4.用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。

A

B

M

N

C

（1）在下面实验操作中,不必要或错误的是　ABD　　

A.挂弹簧秤的横杆要严格保持水平

B.弹簧秤要紧密接触盘面

C.各力矩应取得大一些

D.当力矩盘平衡时，立刻在竖直盘面上用直尺画出各力的作用线

A

B

5为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个光电门，它们可以近似测出运动物体的瞬时速度。

在实验中测得物体经过A点时的速度为v1，经过B点时的速度为v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中必要或者正确的是BD

A．用天平测出物体的质量

B．用刻度尺测量A、B两点间的竖直距离

C．利用-算出物体从A点运动到B点的过程中重力势能的变化量

D．验证v22-v12与2gh是否相等

6.有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，推动活塞，使注射器内空气柱体积V从初始的20.0ml变为12.0ml，将5次测量数据依次输入计算机，同时由压强传感器等测得对应的压强值p.如果实验操作正确，但每次测得的PV乘积都比实际略小，这是由于__注射器与压强传感器连接部分的少量气体体积未计_______．

7.图（a）为“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端B处已经水平，图（b）是在斜槽末端B处对接了平板P。

利用这套装置可以测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数，实验步骤如下：

①测量出斜槽末端高度h和平板P的长度L；

②将物块Q在A点由静止释放，测量出Q落地点距B点的水平距离S1；

③水平对接平板P，如图（b）所示（P板的上表面与斜槽末端相切）；

④再次将物块Q在A点由静止释放，测量出Q落地点距P板右端的水平距离S2；

试求出：

（用实验中的测量量表示，重力加速度为g）：

已知实验测得的值略大于实际值，其原因除了实验中测量的误差之外，其它的可能是接缝B处不平滑。

（写出一个可能的原因即可）。

8已知地面附近高度每升高m，大气压降低mmHg．为了利用大气压这一微小变化测量不同地点的高度差，某实验小组设计了如图所示的实验装置，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气．由于内外压强差，细玻璃管内水面与瓶内水面有一定的高度差h。

现将此装置放在温度为27℃、大气压为mmHg的A处，测得mm．（不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为13.6×103kg/m3）

（1）将装置缓慢地从A处平移另一高度的B处，待稳定后发现水柱升高了mm，若AB两地的温度相同，则B处　高于　（选填：

“高于”或“低于”）A处，AB间高度差为　36　m；

（2）再先将此装置平移另一高度的C处，稳定后发现水柱同样升高了mm，但C处比A处的温度高1℃，则AC间高度差为　5.4　　m；

9（多选题4分）学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所示是高中阶段观察或操作过的几个实验，其中研究物理问题的思想方法相同的是（BD）

观察桌面微小形变

探究气体状态变化规律

探究加速度与力、质量的关系

测万有引力常数

⑴⑵⑶⑷

（A）⑴⑵ （B）⑵⑶ （C）⑶⑷ （D）⑴⑷

10在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图所示连接电路。

在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e等5个基准点。

将电压传感器的两个接线柱分别和两个探针相连接。

当正接线柱的电势高于负接线柱时，读数为正：

（多选题）对于该实验的认识与判断，下列说法中正确的是（AB）

A．实验是用恒定的电流场模拟静电场

B．在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变

C．若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来不同

A

B

a

b

c

d

e

电源

S

D．本实验无法画出相应的电场线

11某实验小组利用如图所示的装置测量温度：

A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定量的空气，B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管，管壁有温度刻度标志，管下端开口插入水银槽中，管内外水银面高度差为h。

A

h

（1）h越大，温度读数越____小__（填“大”或“小”）；

（2）试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的；

（3）利用此装置测温度时，如果大气压强增大△P（cmHg），读出的温度值变大还是变小？

如何进行修正？

答案

（2）等容变化：

P=KTP=P0-h△T（即△t）与△h成线性关系，所以刻度线的间距均匀；（2分）

（3）变小，（2分）因为△h=△P，所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数．（2分）

12图所示是饮水器的自动控制电路，左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关Sl，只要有水浸没Sl，它就会导通．Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，达到高温时（如沸点）呈现低电阻（相当于短路）．右边P是一个“与”逻辑门，接在0~5V电源之间，当A与C（0V）之间有高电压输入，同时B、C间也有高电压输入时，QC之间才有高电压输出（这里的高电压是接近5V的电压）．图中J是一个继电器，电磁线圈中有电流时吸动S2闭合，发热器工作，Ry是一个可变电阻，低温时Rx应远大于Ry．请回答以下问题：

（1）满足怎样的条件，发热器才能加热烧水？

要满足两个条件，一是水浸没S1（1分），即容器内有一定量的水；二是水温较低（1分）

（2）在什么条件下，发热器停止烧水？

水位低于S（1分），或水温较高时（1分）都不能加热；

（3）可变电阻Ry的作用是什么？

起微调作用，由于热敏电阻Rx的性能不尽一致，需要调节RY，以通过串联电阻的分压原理，控制电压UAC（1分），使水温低于某设定温度时开始加热（1分）．

13学校实验室只有一个量程为1mA，内电阻为1kΩ的电流表．某同学在实验时需要下列两种电表，问：

（1）若要把这只量程为1mA的电流表改成量程为1A的电流表，应该连接一个怎样的电阻？

怎样连接？

请画出电路图．若用该改装的电流表与标准电流表进行测量比较，发现测量值偏大，则应该如何校正？

（2）若要把这只量程为1mA的电流表改成量程为10V的电压表？

应该连接一个怎样的电阻？

怎样连接？

请画出电路图．若用该改装的电压表与标准电压表进行测量比较，发现测量值偏大，则应该如何校正？

答案：

（1）应该用一个电阻值为1.001欧姆（1分），能承受大于0.999瓦特（1分）功率的电阻R1，与原来的电流表并联可以改成量程为1A的电流表（电路图省略）（1分）。

若发现该改装的电流表测量值偏大，则应该适当减小电阻R1大小（1分）。

（2）应该用一个电阻值为9千欧姆（1分），能承受大于9×10-3瓦特（1分）功率的电阻R2，与原来的电流表串联可以改成量程为10V的电压表（电路图省略）（1分）。

若发现该改装的电压表测量值偏大，则应该适当增加电阻R2大小（1分）。

14如图所示“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置。

下列步骤正确的是（AC　　）

（A）让摆锤自然下垂，调整标尺盘，使其竖直线与摆锤线平行

（B）将摆锤置于释放器内，释放杆进行伸缩调整，使摆锤的系线松弛一点