高中物理实验复习题集.docx

1、高中物理实验复习题集高中物理实验复习题集实验复习要求: 一、仪器的使用要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等,掌握各种仪器的使用条件、读数(有效数字1、游标卡尺(10分尺、20分尺、50分尺(1读出游标卡尺的读数为_cm . (2一游标卡尺的主尺最小分度是1 mm ,游标尺上有20个小的等分刻度,用它测量一工件的长度,如下图所示。这个工件的长度是_mm 。2、螺旋测微器用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时,螺旋测微器上的示数如下图所示,左图的读数是 _cm ,右图的读数是 cm

2、 。 二、验证力的平行四边形定则1、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的结点,OB 和OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1图乙中的F 与F 两力中,方向一定沿AO 方向的是_ (2本实验采用的科学方法是-( A. 理想实验法 B. 等效替代法C. 控制变量法D. 建立物理模型法(1 F ; (2 B;三、探究弹簧弹力与伸长量的关系:1、用金属制成的线材(如纲丝、钢筋受到的拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克51056发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研

3、究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m ,横截面积为0. 8 cm 2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下: (1根据测试结果,推导出线材伸长x 与材料的长度L 、材料的横截面积S 及拉力F 的函数关系为 。(2在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法? 。(3通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约 。 答案:(1sFL kx (其中k 为比例系数;(2控制条件法(或控制变量法、单因子法、归纳法;(3104N2、在研究弹簧的形变与外力的关

4、系的实验中,将弹簧水平放置 测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F ,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出的F -x 图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为 .图线不过原点的原因是由于 。答案:200 N/m 弹簧有自重3、以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。(1下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是: 。A 、以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x ,F 对应的点,并用平滑的曲线连结起来。B 、记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L 0C 、将铁

5、架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺D 、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码E 、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.F 、解释函数表达式中常数的物理意义.(2下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据: 在图6的坐标上作出F-x图线。写出曲线的函数表达式。(x用cm作单位:函数表达式中常数的物理意义:图63、(1实验步骤排列: C B D A E F(2.1请计算出每一次弹簧伸长长度并将结果填在上表的空格内 (2.2请你在下图坐标上作出F-x

6、图线。(2.3曲线的函数式。(x用cm作单位。F = 0.43x(2.4函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数,表示使弹簧每伸长或压缩0.01m(1cm所需的拉力,大小为0.43N。四、研究匀变速直线运动1、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表: (1计算F v 的公式为F v = ;(2根据(1中得到的数据,以A 点对应的时刻为t=0,

7、作出v -t 图象,并求物体的加速度a= m/s 2 ;(3如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填:偏大、偏小或不变.答案:(1 Td d v F 1046-=(2 2/005.0425.0s m a =,图略 (3偏小2、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz ,记录小车做匀变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁放着带有最小分度毫米的刻度尺,零点跟 “0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的

8、距离填入下列表格中. 计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2 = m/s;小车的加速度是a= m/s 2(保留两位有效数字.答案:1.20 5.40 12.00 v 2 =0.21 m/s a =0.60 m/s 23、为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在木块A 和板B 上贴上待测的纸,B 木板水平固定,砂桶通过细线与木块A 相连,调节砂桶中砂的多少,使木块A 匀速向左运动.测出砂桶和砂的总质量m ,以及贴纸木块A 的质量M ,则两纸间的动摩擦因数Mm =.(1该同学为什么要把纸贴在木块A 和木板B 上,而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力?(2在实际操作中,发现

9、要保证木块A 做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来克服这一困难.你设计的改进方案是 ;根据你的方案,结果动摩擦因数的表达式是 ;根据你的方案要添加的器材有 。 答案:(1通过增大压力来增大摩擦力,便于测量; (2使木块A 做匀加速运动,测出其加速度a; a Mgm M Mm +-=;打点计时器、低压电源4、图是运用运动传感器测定小车A 刹车时加速度大小的实验中的简易装置图. (1若信号发射器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被信号发射器接受到,从而可以测量物体运动的 一些物理量.下列说法正确的是 。A .超声波是一种电磁波B .超声波是一种机械波(2这组传感器所测量

10、的物理量是 。(3图是通过传感器、数据采集器,再经计算机所绘制的小车运动速度与时间关系v t 图线,根据图线中的数据可求出小车的加速度的大小a= m/ s 2.答案:(1B (2位移、时间 (31. 35 m/s 25、像打点计时器一样,光电计时器也是一 种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图9所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图10所示装置测量滑块和长lm 左右的木块间的动摩擦因数,图中MN 是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器设有画

11、出。此外在木板顶端的P 点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门l 、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2100.5-s 和2100.2-s 。用游标卡尺测量小滑块的宽度d ,卡尺数如图图11所示。(1读出滑块的宽度d = cm 。 (2滑块通过光电门1的速度v 1 = m/s ,滑块通过光电门2的速度v 2 = m/s 。 (3若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g ,为完成测量,除了研究v 1、v 2和两个光电门之间的距离L 外,还需测量的物理量是 (说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母。 (4用(3中各量求解动摩擦因数的表达式= (用字母表示。5、(15.015

12、 (21.0 2.5(3P 点到桌面高度h ;重锤在桌面上所指的点与Q 点的距离a ;斜面的长度b (4Lgab v v a h2(2122-6、一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验。(1现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、纸带若干、220V 交流电源,低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材是: ;缺少的器材是 .(2这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A ,随后连续的几个点依次标记为点B 、C 、D 、E 和F ,测量出各点间的距离,如图7所示。请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的

13、方法,写出你所依据的公式:(3根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度。(结果保留两位有效数字(4估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源及其减少误差的方法。115 6 7cm5 101520光电门N10 6、答案1:其中不必要的器材是: 电火花计时器及碳粉纸、220V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 低压交流电源、毫米刻度尺、重锤 . 答案2:其中不必要的器材是: 电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 毫米刻度尺、重锤 .答案1:(2依据的公式:22221ts g ,gt s = 小为g =|9.8-9.60| m/s

14、2=0.20 m/s 2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。答案2:(2依据的公式:22020Ts a ,s .T ,aT s = (4实验结果纸带的加速度9.63m/s 2与重力加速度的标准值9.8 m/s 2有偏差,误差大小为a=|9.8-9.63| m/s 2=0.17 m/s 2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。五、验证牛顿运动定律 m 11、在验证牛顿第二定律的实验中得到的两条曲线如图15所示.左图的直线不过原点是由于_;右图的直线发生弯曲是由于_造成的. 2、9. 某同学在探究牛顿第二

15、定律的实验中,在物体受外力不变时,改变物体的质 a -1/m 图象。(2由a -m 图象,你得出的结论为 ; 由a -1/m 图象,你得出的结论为 。 (3物体受到的合力大约为 。 2、(1图象略(2在物体受外力不变时,物体的质量越大,它的加速度越小 ;在物体受外力不变时,物体的加速度与质量的倒数成正比(或F 一定,a 与m 成反比 ; (30.15N 0.16N 均对。六、验证机械能守恒定律的实验 1、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1. 00的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O 为第一个点,A 、B 、C 为从合适位置

16、开始选取的三个连续点(其他点未画出.已知打点计时器每隔0.02 s 打一次点,当地的重力加速度g=9. 80m/s 2.那么:(1纸带的 端(选填“左”或“右与重物相连;(2根据图上所得的数据,应取图中O 点和 点来验证机械能守恒定律;图5(3从O 点到所取点,重物重力势能减少量P E = J ,动能增加量K E = J ;(结果取3位有效数字(4实验的结论是 。 答案:(1左 (2B (31.88 1.84 (4在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒2、如图所示,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP 是可绕O 点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球.

17、现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.还需要的器材是 、 。以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量,进而转化对 和 的直接测量.答案:(1下降 上升(2天平 刻度尺 重力势能 质量 高度七、验证动量守恒定律1、如图所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器. 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C 、D 的气垫导轨以及滑块A 、B 来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计,采用的实验步骤如下:(a用天平分别测出滑块A 、B 的质量A m 、B m .(b调整气垫导轨,使导轨处于水平.(

18、c在滑块A 、滑块B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.(d用刻度尺测出滑块A 的左端至板C 的距离L 1.(e按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作.当滑块A 、B 分别碰撞挡板C 、D 时停止计时,计下滑块A 、B 分别到达挡板C 、D 的运动时间t 1和t 2。(1实验中还应测量的物理量是 。(2利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 ,由此公式算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是 。(3利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式.答案:(lB 的右端至D 板的

19、距离2l (2 02211=-t L m t L m BA测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差.(3能 (2122222121t L m t L m E BAP += 2、用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为B m 的钢球B 放在小支柱N 上,球心离地面高度为H ;质量为A m 的钢球A 用细线拴好悬挂于O 点,当细线被拉直时O 点到球心的距离为L ,且细线与竖直线之间夹角;球A 由静止释放,摆到最低点时恰与球B 发生正碰,碰撞后,A 球把轻质指示针C 推移到与竖直夹角为处,B 球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B 的落点.(1用图中所示各个

20、物理量的符号表示碰撞前后两球A 、B 的动量(设两球A 、B 碰前的动量分别为A p 、B p ;碰后动量分别为A p 、B p ,则A p = ; A p = ;B p = ; B p = 。(2请你提供两条提高实验精度的建议: 。 答案:(1 cos 1(2-gL m Ac o s 1(2-gL m BgL Hs m B 22(2让球A 多次从同一位置摆下,求B 球落点的平均位置; 角取值不要太小;两球A 、B 质量不要太小;球A 质量要尽量比球B 质量大3、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A 的前端粘有橡 皮泥,推动小车A 使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的

21、小车B 相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示.在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力. (1若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距标在图上,A 为运动起始的第一点,则应选_段起计算A 的碰前速度;应选_段来计算A 和B 碰后的共同速度(填AB 、BC 、CD 、DE . (2已测得小车A 的质量m 1=0.40kg ,小车B 的质量m 2=0.20kg ,由以上测量结果可得:碰前总动量=_kg m/s 碰后总动量=_kg m/s3(1 BC DE (20.42kg m/s 0.417kg m/s4. 某同学用图16

22、装置做验证动量守恒定律的实验.先将a 球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b 球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a 球仍从原固定点由静止开始滚下,和b 球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.本实验必须测量的物理量有以下哪些_. A .斜槽轨道末端到水平地面的高度H B.小 球a、b的质量m a、m b C.小球a、b的半径r D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h小球a、b的质量m a

23、、m b应该满足什么关系?为什么?放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_点和_点.为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a应为_cm.按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是_.4.(1B、E(2mamb、防止a球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。(3同时落地、如果不是同时落地,会影响实验结果、A、C(44.59(5maOB=maOA+mbOC八、测定金属的电阻率1、在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测

24、微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m.金属丝的电阻大约为4,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.(1从图中读出金属丝的直径为mm.(2在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:A.直流电源:电动势约4.5 V,内阻很小;B.电流表A1:量程00.6 A,内阻0. 125;C.电流表A2:量程03. 0 A,内阻0. 025;D.电压表V:量程03 V,内阻3 k;E.滑动变阻器R1:最大阻值10;F.滑动变阻器R2:最大阻值50;G.开关、导线等.在可供选择的器材中,应该选用的电流表是

25、,应该选用的滑动变阻器是。(3根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图.(4若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R x=4. 1,则这种金属材料的电阻率为m. (保留二位有效数字答案:(10.5200.002 (2 A1R1 (3实验电路如图所示(4(1.10.110-62、一个标有“12 V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示,利用这条图线计算:(1在正常发光情况下,灯泡的电功率P= W .(2假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温有300 K ,在正常发光情况下,灯丝的温度为 K.(3若一定值电阻与灯泡串联,接在20 V 的电压上,灯泡能正常发光,则串

26、联电阻的阻值为 .答案:(124 (21 800 (343、有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图所示.此金属材料重约12 N ,长约为30 cm ,电阻约为10.已知这种金属的电阻率为,密度为0.因管内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S 0,现有如下器材可选:A .毫米刻度尺B .螺旋测微器C .电流表(600 mA,1. 0 D .电流表(3 A,0. 1E .电压表(3 V ,6 k F .滑动变阻器(2 k ,0. 5 AG .滑动变阻器(10 k ,2 AH .蓄电池(6 V ,0.05I .开关一个,带夹子的导线若千.(1除待测金

27、属管线外,还应选用的器材有 (只填代号字母.(2在图中画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路.(3实验中要测量的物理量有: ,计算金属管线内部空间截面积S 0的表达式为S 0=。 答案:(1ABCEGHI (2如图所示(3横截面边长a 、管线长度l 、电压表示数U 、电流表示数I UIl a S -=20 九、测量电源的电动势和内阻1、某同学用一个定值电阻R 、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内阻的实验电路,如图所示,已知电压表的内阻远大于电源的内电阻,其量程大于电源电动势,表盘上刻度清晰,但数字不清,电源内阻约为几欧.(1在方框内画出实验电路图.(2实验中始

28、终闭合开关S 1,当开关S 2处于断开和闭合两种状态时,电压表指针偏转格数分别为n 1、n 2,则计算电源内阻的表达式是r = 。 答案:(1 略 (2R n n n 2212、现有一种特殊的电池,它的电动势E 约为9V ,内阻r 约为50,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA ,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R 为电阻箱,阻值范围09 999,R 0是定值电阻,起保护电路的作用. (1实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格:A. 10 2.5 WB. 100 1. 0 WC. 200 1. 0 WD.

29、2 000 5.0 W本实验应选哪一种规格?答 。(2该同学接入符合要求的R 0后,闭合开关S ,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图 (b所示的图线(已知该直线的截距为0.1 V -1.则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E 为 V ,内阻r 为 .答案:(1 C (210 4623、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:A .待测的干电池(电动势约为1. 5 V ,内电阻小于1. 0B .电流表G (满偏电流3 mA ,内阻Rg=10C .电流表A(00. 6 A ,内阻0.1D .滑动变阻器R 1(0.20,10 AE.滑动

30、变阻器R 2(0200,l AF .定值电阻R 0 (990G .开关和导线若干(1某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示中甲的(a 、 (b两个参考实验电路,其中合理的是 图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号. (2图乙为该同学根据(1中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,则由图线可以得被测电池的电动势E= V,内阻r= 。答案:(1 b D或R,(2 (1.48士0.02 0.77(0.750.804、在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中,某同学测得了七组数据(如下表. (1根据