高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法试题

假设我们已经进入了航天时代，一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X星球，准备用携带的下列器材测量X星球表面的重力加速度g，这些器材是：
A．钩码一盒，质量未知且各钩码质量不等    B．重锤一个（带夹子），质量未知
C．带孔金属小球一个，直径已知为d
D．电源（带有开关），可输出频率为f的交流电压，可满足实验要求
E．无弹性的丝线若干根                 F．导线，开关若干
G．刻度尺1把                         H．测力计1个
I．天平1台（含砝码1盒）             J．电磁打点计时器1台（含复写纸片、纸带）
K．电子秒表1个
L．带有光控计时器的实验平板一块．在平板两端各有一个光控门，同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块，该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间
M．支架：能满足实验所需的固定作用
到达X星球后，三个学生从以上器材中选择各自所需的器材（同一器材可以重复选用），用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g的值．
现请你完成他们所做的实验：
实验一：（已经完成）
(1)器材有：A、H、I
（2）主要的实验步骤是：
①选取一个合适的钩码，用天平测出质量m
②用测力计测出该钩码的重力F
③计算重力加速度的表达式为
实验二：
（1）选用的器材有_________________
（2）写出主要的实验步骤（简明扼要）．
______________________________________________________________

某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。

(1)将电阻箱接入之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器'后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值，得到一组电压表的示数的数据如下表：

请根据实验数据做出关系图像。

(2)用待测电阻替换电阻箱，读得电压表示数为。利用(1)中测绘的图像可得 Ω。
(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的图像测定某一电阻，则测定结果将(选填"偏大"或"偏小")。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的图像实现对待测电阻的准确测定？

测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：

A 待测电压表（量程3V,内阻约3KΩ
B 电流表（量程3.4,内阻约0.01Ω) —块 ,
C定值电阻（R=3kΩ,额定电流0.5A)   —个
D 电池组（电动势略小于3V,内阻不计）一组
E 开关两只
F 导线荇干
(1) 首先，用多用电表进行粗测：多用电表电阻挡有4个倍率，分别是X1KΩ X100Ω、 x1OΩ、X1Ω。该同学选样倍率，用正确的操作方法测量，发现指针偏角太小（接近左端）为了较准确地进行测量，他又将选择幵关拨到了与x1OΩ郐近的倍率上，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果是______Ωp
(2) 为了史精确地测出此电压.表内阻，该同学设计了如图所示的牢、乙两实验电路。你认为其中较合理的是_______ (填“甲”或“乙”）电路

(3) 用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是______________
用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为Rv=_______

（1）实验题仪器读数
甲图中游标卡尺的读数是      cm。乙图中螺旋测微器的读数是      mm。

（2）用控制变量法可探究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。电容器充电后与电源断开，按图示接好静电计。下列的实验能使静电计指针偏角θ增大的是  (    )

A．保持S不变，增大d

B．保持S不变，插入电介质

C．保持d不变，减小S

D．用电动势更大的电源再一次充电

某实验小组设计了如图（a）的实验电路，通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况，用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图（b）所示。

（1）试观察比较这两组图像，可得出的定性结论是（请写出两个结论）：
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
（2）该实验小组利用两组图像求出六组磁感应强度变化率（ΔB/Δt）和对应的感应电动势E的数据，并建立坐标系，描出的六个点如图（c）所示。请在图（c）中绘出E-ΔB/Δt的图线；
（3）在该实验中，若使用的副线圈的匝数为100匝，则由图线可求得该副线圈的横截面积为___________ cm2。

（1）某探究小组设计了"用一把尺子测定动摩擦因数"的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为。
③以下能引起实验误差的是。

A．	a．滑块的质量
B．	b．当地重力加速度的大小
C．	c．长度测量时的读数误差
D．	d．小球落地和滑块撞击挡板不同时

（2）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。

①所得实验数据如下图，请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。

②根据所画的图像，可求得电流时电源的输出功率为。（保留两位有效数）
③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是。（阻值未知）

有一小灯泡上面标有＂6V，4W＂字样，现在要描绘这个灯泡的图线，下列器材可供选用。
A．电压表（量程6V，内阻）       B．电压表（量程10V，内阻）
C．电流表（量程0.6A，内阻）     D．电流表（量程1A，内阻2）
E．滑动变阻器（50，1A）           F．滑动变阻器（5）
（1）实验中所用电压表应选______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_____。
（2）为达到实验目的，请在乙图中方框内将实验电路补充、连接完整。
（3）这个灯泡的图线如图甲。若小灯泡两端的电压是额定电压的一半，则此时小灯泡的实际功率为________W。
（4）若将小灯泡接到图丙中的ab两点之间，闭合开关S小灯泡的实际功率为__W。

在"研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系"实验(见图())中，得到图线如图()所示。

(1)(多选题)在实验中需保持不变的是（）

A．	挡光片的宽度	B．	小车的释放位置
C．	导轨倾斜的角度	D．	光电门的位置

(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图()中画出实验图线。

（1）用分度为0．05 mm的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图5所示，此示数为     m．

（2）下列有关高中物理实验的描述中，正确的是：          。
A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，如果摆长的测量及秒表的读数均无误，而测得的g值明显偏小，其原因可能是将全振动的次数误计为n+1
D．在“验证动量守恒定律"的实验中，必须要用天平测出碰撞小球的质量
Ⅱ．在研究性学习中，某同学设计了一个测量导电纸的导电膜厚度的实验，该同学从资料上查得导电纸导电膜导电材料的电阻率为，并利用下列器材完成了这个实验：
A．电源E（电动势为1 2V，内阻不计）
B．木板N（板上放有导电纸一张，导电膜向上），两个金属条a、b（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极，其电极长度与导电纸宽度相同）
C．滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻）
D．毫米刻度尺．
E．电压表V（量程为6V，内阻约3 kΩ）
F．电流表A（量程为0．6A，内阻忽略不计）
G．开关K，导线若干
该同学将实物连线成如图6所示，
（1）请在图7虚线框中画出该实验实物连线相对应的实验原理图。（导电纸用符号“”表示
（2）实验中应测定的物理量是：           。
（3）计算导电膜厚度h的公式是：        。（用和测得物理量的符号表示）

在"探究加速度与力、质量的关系"实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是（漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用

（1）某同学使用螺旋测微器测量某合金丝的直径

①对照实物图，以下操作正确的是

A．在把合金丝置于测砧与测微螺杆间之前，应先旋松 “B”部件，再旋松“C”部件

B．在把合金丝置于测砧与测微螺杆间之前，应先旋松 “B”部件，再旋松“D”部件

C．在把合金丝置于测砧与测微螺杆间之后，先旋紧“C”部件到一定程度，再旋紧“D”部件

D．在把合金丝置于测砧与测微螺杆间之后，先旋紧“D”部件到一定程度，再旋紧“C”部件

E.为了防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧“B”部件
②请你从图中读出合金丝的直径为           mm.

（1）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中的主要操作有：

A．用弹簧秤测出木块A的重力为G="6.00" N；

B．用弹簧秤测出木板B的重力为Gˊ="9.25" N；

C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板；

D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并立刻读出弹簧秤的示数。

①该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误。多余的步骤是     ，存在错误的步骤是     。（填步骤序号）

②在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的
指针位置如图乙所示，其示数为   N。
根据该同学的测量数据，可得到木块A和木板B之间的动摩
擦因数为      。
（2）某同学想用伏安法测量一未知电阻R_x的阻值，实验室提供的器材如下：

电源E：电动势3V	待测电阻Rx
电流表A1： 量程为0～5mA， 内阻不详，但不超过10	电流表A2： 量程为0～1mA，内阻50
滑动变阻器R：最大阻值为50	电阻箱Rˊ：阻值0～9999.9
开关S	导线若干

 
该同学先将其中一只电流表改装成了量程为0～3 V的电压表，然后分别利用电流表外接法和内接法对电阻R_x进行试测，测量的数据记录如下表

接法、次数 物理量	接法一	接法二
1	2	3	1	2	3
A1：I1/mA	1.50	2.00	2.50	1.50	2.00	2.50
A2：I2/mA	0.50	0.67	0.84	0.43	0.57	0.71

 
①该同学是用电流表         （填表的代号）进行改装的，与该表串联的电阻箱的电阻应该凋到        。
②由试测结果可知：接法         采用的是电流表外接法；接法       测量的结果较为准确。
③该同学的测量电路中，变阻器           （填“能”或“不能”）作为限流器串接在电路中。

(1).在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
①需要测量摆球直径，如图1所示，摆球直径为_______cm；让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图2所示，那么单摆摆长是_______。

②为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的振动周期T，从而得出几组对应的L与T²的数据，如图所示。再以L为横坐标，T²为纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k。则重力加速度g＝_______。（用k表示）

（2）.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4
   
②实验的主要步骤如下：
A.正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
B.读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
C.断开开关，_______，合上开关，重复B的操作。
③该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图5的关系图线，其斜率为_______（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电压的乘积代表了_______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6所示. 金属丝的直径是_______。图5中图线的斜率、电源电压金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_______。                  

(一) 在验证“机械能守恒定律”的实验中，一同学进行如下操作：

① 将打点计时器水平固定在铁架台上
② 将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器。用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方
③ 先松开纸带，后接通电源，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
④ 换几条纸带，重做上面的实验
⑤ 在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点的位置，依次再取四个计数点A、B、C、D。求出相应位置对应的速度及其下落的高度
⑥ 将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
⑦ 根据以上测得的数据计算相应的和的值。验证机械能守恒定律
（１）、以上操作有错误的是_________________________;
（２）、某同学用上述验证机械能守恒的装置测定当地的重力加速度：如图纸带上1至9为连续点，打点计时器所用的电源50Hz,由纸带所示数据算出当地的重力加速度是______ ；若当地的重力加速度真实数值是9.8 m/s²，请任意写出一个测量值与真实值有差异的原因__________；

（二）某同学利用图（a）所示的电路进行电路实验．电路中R₁的阻值为20Ω，滑动变阻器R上标有“50Ω 2A”字样．闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安．当不断向右移动滑片P，使得电压表与电流表指针偏离零刻度线的角度恰好均为指针满偏角度的1/4时（两表满偏角度相同），如图（b）、（c）所示．则此过程中，两表指针偏转的方向相________（填“同”、“反”）；该电源的电动势为_____________V，内阻为_________W．

请完成以下两小题．
(1)某同学欲利用小车验证“动能定理”，他在实验室中组装了一套如图所示的装置，利用砂桶带动小车运动，砂和砂桶的总重力代表小车所受的合力，请回答下列问题：

①在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是：
a                         
b                         
②实验中，测得砂和桶的总质量为m，小车的质量为M，二者应满足的关系为     ；
③已知打点计时器所接电源频率为50Hz，正确组装和操作后，实验中得到一条纸带如下图所示，纸带上有7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的距离如图所示，相邻计数点间有4个点未画出，则运动物体的加速度为        m/s²,打C点时小车的速度为_________m/s.（结果小数点后面保留两位小数）

④砂和桶的总质量为m，小车的质量为M，在纸带上取两点B和F进行研究，测得这两点间的距离为L，这两点的速度分别为V_B、V_F，则本实验最终要验证的数学表达式为____________________( 用题中的字母表示实验中要测得的物理量)。
(2)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．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）      
B．电压表V（0～15V、内电阻大约为15kΩ）
C．电流表A（0～0.6A、内阻R_A=0.1Ω）   
D．电流表G（满偏电流3mA、内阻R_g=10Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～10Ω、10A）   
F．滑动变阻器R₂（0～100Ω、1A） 
G．定值电阻R₃=990Ω              
H．开关、导线若干　
①为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_____（填写“R₁”或“R₂”）；
②请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号；