高一物理实验题集

高一物理实验题集

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）

5

10

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。

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

2

截面积为0. 8 cm，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：(1)x k

4

FL s

（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）；(3)10 N

2、在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，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 0

C 、将铁架台固定于桌子上，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：

②在图6的坐标上作出F-x 图线。

③写出曲线的函数表达式。

（x 用cm 作单位）： ④函数表达式中常数的物理意义：

图6

3、（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 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v F 的公式为v F

(2)根据（1）中得到的数据，以A 点对应的时刻为t=0，作出v －t 图象，并求物体的加速度a= m/s ;

(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) v F =

d 6-d 410T

2

(2) a =0. 425±0. 005m /s 2，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 2m/s;小车的加速度是m/s2（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/s2

3、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μ=

m M

.

(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．

①你设计的改进方案是 ；

②根据你的方案，结果动摩擦因数μ的表达式是 ； ③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)①使木块A 做匀加速运动，测出其加速度a; ②μ=

m M

-M +m Mg

a ; ③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/ s2.

答案：(1)B (2）位移、时间 （3）1. 35 m/s 5、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

光电门

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

5. 0⨯10

-2

2

N

10

5 cm

6 7

s 和2. 0⨯10

-2

s 。用游标卡尺测量小滑

5 10

15

20

11

块的宽度d ，卡尺数如图图11所示。

（1）读出滑块的宽度d ＝。

（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μ= （用字母表示）。

5、（1）5.015 （2）1.0 2.5（3）P 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 （4）-

a h

(v 2-v 1) b 2Lga

2

2

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。

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： s =

12

gt , ∴g =

2

2s t

2

小为Δg =|9.8-9.60| m/s2=0.20 m/s2。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： ∆s =aT

2

, T =0. 02s , ∴a =

∆s T

2

（4）实验结果纸带的加速度9.63m/s2与重力加速度的标准值9.8 m/s2有偏差，误差大小为Δa=|9.8-9.63| m/s2=0.17 m/s2。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

1、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。

图5 (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） ； （3）0. 15N ～0.16N 均对。