高二物理实验题试题 - 困难题

学校物理兴趣小组为探究多用表欧姆档的原理，决定自己动手设计一个可以测量电阻的装置。手边的器材有：干电池组，电流计A，电阻箱，待测电阻Rx . 其中电流计刻度盘刻线清晰，但是读数已经模糊。

（1）小组成员先将电池组与电流计电流计A进行串联，电路两端分别接好表笔，如图（1）所示；将表笔短接，发现电流表指针刚好能够指在刻度盘最右端刻度处。

（2）将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱，直到电流计指针指在刻度盘正中央，电阻箱示数如图（2），则电阻箱接入电路的电阻值为_______Ω。

（3）用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，则电流表指针指示如图（3）所示，则可知待测电阻Rx=_______Ω。（保留小数点后一位）

此次实验快结束时，有同学拿来一块内阻为2803Ω的电压表，将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上，电压表示数为2.8V，可以推知实验中使用的电池组的电动势为________V（保留小数点后一位）

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某探究小组准备用图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：

待测电源（电动势约2V）；

电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）；

定值电阻R0（阻值为2.0Ω）；

定值电阻R1（阻值为4.5kΩ）

电流表G（量程为400μA，内阻Rg=500Ω）

开关S，导线若干．

（1）图甲中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_____V的电压表；

（2）闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I；

（3）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 和 的关系式为_________（用题中字母表示）；

（4）以为纵坐标，为横坐标，探究小组作出的图像如图（乙）所示，根据该图像求得电源的内阻r=0.50Ω，则其电动势E=______V（保留两位有效小数）；

（5）该实验测得的电动势与真实值相比，理论上______ ．（填“>”“<”或“=”）

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二极管（LED）是一种节能、环保的元器件，被广泛应用到显示器、照明等各领域。某兴趣小组为探究工作电压是“1.4~4V”最大正向直流电源是“5~20mA”的LED管的曲线，设计了如图①所示的实验电路。实验室备有以下器材：

电流表：量程0~50mA，内阻约为50Ω；

电流表：量程0~200mA，内阻约为10Ω；

电压表V：量程0~5V，内阻约为10kΩ；

滑动变阻器R1：阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A；

滑动变阻器R2：阻值范围0~1kΩ，允许最大电流100mA；

直流电源E：输出电压6V，内阻不计，开关（S）、导线若干。

(1)为了提高实验结果的准确性，电流表应选择_______；滑动变阻器应选用_______（以上填器材代号）；

(2)实验小组根据实验得到数据描点绘出如图②所示I－U图象。发光二极管（LED）的效率η与通过二极管的电流I的关系曲线如图③所示。其中发光二极管的效率η是指辐射的全部光功率P与供给发光二极管的电功率比值。则发光二极管效率达最大时其电阻＝_______Ω，辐射的光功率_______W。（保留3位有效数字）

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如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：

①用天平测出两球质量分别为m1、m2；

②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；

③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．

回答下列问题：

（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）

A．弹簧的压缩量Δx

B．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2

C．小球直径d

D．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2

（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．

（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．

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为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关采用光敏电阻来进行控制光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为勒克斯，记为lx）。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表所示：

(1)根据表中数据，请在图甲给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线_______。根据图像可以发现，光敏电阻的阻值随照度的增大而___________（只要求定性回答）。

(2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压。提供的器材如下：

性能如上表所示的光敏电阻RP；

电源E（电动势3V，内阻不计）；

滑动变阻器R（最大阻值为30kΩ）；

定值电阻R1=5kΩ，R2=10kΩ，R3=15kΩ；

开关S及导线若干。

要求当滑动变阻器的滑动触头处于正中位置，天色渐暗，照度降低至1.0lx时自动启动照明系统，在图丙虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响），并在图中标明各元器件字母，定值电阻只能选取一个_________。

（3）若在乙的基础上，要求照度降低为0.8lx时，照明系统才启动，则应将滑动变阻器接入电路的阻值________（填“调大”或调小”）一些。

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在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，现备有下列器材：

A.被测干电池一节

B.电流表：量程为0～0.6A,内阻约为0.1Ω

C.电流表：量程为0～0.6A,内阻r=0.3Ω

D.电压表：量程为0～3V,内阻未知

E.电压表：量程为0～15V,内阻未知

F.滑动变阻器：0～10Ω,允许通过的最大电流为3A

G.滑动变阻器：0～100Ω,允许通过的最大电流为1A

H.开关、导线若干

（1）其中电压表应选_______，滑动变阻器应选_______（填字母代号）；

（2）以，，代表所选仪器，在答题卡的方框内画出你所设计的实验电路图_______；

（3）根据实验数据作出如甲U-I图象，由图可知，电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω；

（4）该电源的电动势测量值_______真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）；

（5）图乙为某小灯泡的伏安特性曲线。本实验之后，所选用电池由于使用时间过长，导致内阻增大到6Ω，但电动势几乎没有变化。将这样的干电池两节并联后给此小灯泡供电，则小灯泡发光的功率为_______W（结果保留两位小数）；

（6）另一组同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步设计实验探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如下图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______（选填选项的字母）。

A．

B．

C．

D．

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如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是（____）

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（____）

A、M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B、M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C、M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

D、M=500g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

(3)如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm已知打点计时器的工作频率为50HZ，则小车的加速度大小a=________m/s2（结果保留两位有效数字）。

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某学校物理研究性学习小组为了较精确地测量某一电池的电动势和内阻（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω），从实验室选定了如下实验器材：

A．定值电阻（阻值为900Ω）；

B．滑动变阻器（0~10Ω，额定电流为2A）；

C．电流表G（满偏电流为3．0mA，内阻为100Ω）；

D．电流表A（量程为0~0．6A，内阻约为1Ω）；

E．开关一个，导线若干。

（1）请将图甲中实验电路图补充完整____________。

（2）根据图甲补充完整后的电路图，将图乙所示的实物图连接完整____________。

（3）图丙为该学习小组根据正确的实验得到的数据画出的图线，纵坐标为电流表G的示数，横坐标为电流表A的示数，则可知被测电源的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字）

（4）如图所示多用电表的表盘：如果是采用“×100”欧姆挡测电阻，则读数为____Ω；

如果是采用5mA挡测直流电流，则读数为_______mA；

如果是采用50mA挡测直流电流，则读数为_______mA；

如果是采用10V挡测直流电压，则读数为_______V；

如果是采用2.5V挡测直流电压，则读数为_______V。

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（1）下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____

A．测出两组I、U 的数据，代入方程组E=U1+I1r 和E=U2+I2r

B．多测几组I、U 的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值

C．测出多组I、U 的数据，画出U-I 图像，在根据图像求E、r

D．多测几组I、U 的数据，分别求出I 和U 的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即

为电动势E，再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r

（2）(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像，由图像可知_______

A．电池的电动势为1.40V

B．电池内阻值为3.50Ω

C．外电路短路时的电流为0.40A

D．当电压表示数为1．20V 时，电路电流为0．2A

（3）如上（2）中甲图所示，闭合电键前，应使变阻器滑片处在________（填“左”或“右”）端位置上．

（4）．(多选)为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，才能达到实验目的_______

A．一个电流表和一个电阻箱

B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器

C．一个电压表和一个电阻箱

D．一个电流表和一个滑动变阻器

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举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器．图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能．

某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表．

（1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a（如图丁）．由此可知，该电源内阻是否为常数_______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数如图丙所示，读数为________V，由图像可知，此时电源内阻为_______Ω．

实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I曲线b（如图丁）．

（2）在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为________W（计算结果保留两位有效数字）．

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