高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法试题

(19分)（1）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，某实验小组按图甲所示的电路连好实验电路图，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值，出现上述情况的原因是_________________；改进的办法是_________________________；改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出图像如图乙所示，由图像可知，这个电池的电动势E = ____________V，内电阻r = ____________．

（2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k．做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L₀，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L₁；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L₂；……；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L₇．
①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是          和           ．
测量记录表：

代表符号	L0	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7
刻度数值/cm	1.70	3.40	5.10	6.85	8.60	10.3	12.1	13.95

②为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm，cm，cm
请你给出第四个差值：d₄ =        ＝         cm．
③根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L．△L用d₁、d₂、d₃、d₄表示的式子为：△L＝           ，代入数据解得△L＝            cm．
④计算弹簧的劲度系数k＝           N/m．（g取9.8 m/s²，此空保留两位有效数字）

（1）右图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上连续的六个计数点。已知OA="0.30cm," OB="0.75cm," OC="1.31cm," OD=1.95cm,

①OE间的距离为         cm
②试求出B点的瞬时速度V_B=             m/s(计算结果保留3位有效数字)
③因为没有做好标记，该同学不小心将该纸带的后半段与其它纸带的后半段弄混乱了，你能否通过你的分析帮他找到以下A,B,C三段纸带哪段是属于该纸带的           

(2) ①某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值(大约有2000)，则把选择开关旋
到            挡位（选填 “×10”， “×100” “×1k”）得到的读数相对最为准确，若实际测量时针偏转如图a所示，则该电阻的阻值是                

②接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。
其中，电源为两节干电池,电流表内阻约为5,滑动变阻器阻值为20。 图中部分电路已经连接好，请完成剩下的实验电路的连接。

③在②中，多用电表该选择               挡位（选填 “直流电压2.5v”， “直流电压10v” “直流电流100mA”）
④试分析如此用伏安法测出的电阻值比实际值              （“偏大”、“偏小、”“相等”）

某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个计时点下标明B，第十一个计时点下标明C，第十六个计时点下标明D，测得AC长为14.56cm，BD长为19.72cm，则C点时小车的瞬时速度大小为         m/s。小车运动的加速度大小为        m/s²，（保留3位有效数字）

原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d₁=0.50m，“竖直高度”h₁=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d₂=0.00080m，“竖直高度”h₂=0.10m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为0.50m，则人上跳的“竖直高度”是多少？

Ⅰ．（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为。

Ⅱ．太阳能是一种清洁、"绿色"能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关及导线若干。
（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的图像。由图可知，当电压小于时，太阳能电池的电阻 （填"很大"或"很小"）；当电压为时，太阳能电池的电阻约为。

Ⅲ．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度.
b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度.
c. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度.
d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。
以上方案中只有一种正确，正确的是（）（填入相应的字母）

实验装置如图1所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s²）

（1）在探究物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动的实验中，利用打出来的纸带可以测出当地的重力加速度。某次实验得到的纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA=5.6mm、OB=15.0mm、OC=28.3mm、OD=45.5mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02s。

① 当地的重力加速度g =         m/s²。（结果保留三位有效数字）
② 把①问题中求得的重力加速度与当地重力加速度的标准值比较，发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其它原因可能是               （只要求写出一种原因）。
（2）关于做“测电源电动势和内电阻”的实验
①有同学按图（a）电路进行连接，他用到的6根导线是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf ，由于其中混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关后，发现两个电表的指针均不偏转，他用多用表的电压档测量bc′间的电压，读数约为1.5V（已知电池电动势约为1.5V），由于只有一根导线内部断开，根据上述现象可推得，这6根导线中哪几根可能内部是断开的？答：_____________（写导线编号）。为了确定哪一根导线的内部是断开的，他至少还要用多用表的电压档再测量几次？答：_____次

②排除故障后，该同学通过改变滑动变阻器的电阻，测得了6组U、I的数据，根据第1、2、3、4、5和6组的数据，他在U-I图上标出了这些数据点，并且按照这些数据点的分布绘制了相应的U-I图线[如图（b）所示]，由这一图线，可求得电源的电动势E为________V，内电阻r为________Ω。如果他不利用这一图线，而是利用任意两组U、I数据，那么当他选择哪二组数据求出的E、r值时误差最大？答：________________（写数据组编号如1和2；3和4；5和6） 。

（I）用分度为0．05mm的游标卡尺测量某．L件的直径，示数如图所示，此示数为      cm。

（II）某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，在竖直悬挂的弹簧下加钩码。下表是他的实验数据。实验时弹力始终未超过弹簧的弹性限度，弹簧很轻，自身的质量可以忽略不计。（g=10m／s²）

测量次数	1	2	3	4	5	6
钩码质量m／g	0	30	60	90	120	150
	6.0	7.2	8.3	9.5	10.6	11.8

①根据下图中的描点可以判断，表格中的第三排空格处该生忘记填的内容是    。
②根据实验数据在图中的坐标纸上点，可以确定该弹簧的劲度系数是   N／m。（保留两位有效数字）

(12分)某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）；
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω；
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω。

一轻弹性材料AB可以被压缩，最大压缩量为10cm，某小组的同学为测定它压缩时能诸存的最大弹性势能，甲同学做了如下操作：

①在光滑木板上固定一挡板，使弹性材料的A端固定在竖直挡板上，另一端B不受力时刚好在木板边缘。再将此装置固定水平桌面上，且使B端在桌外（如图甲），记下B在水平地面上的射影O。
②将一大小不计的小铁球靠在B端向A端压弹性材料，压缩量10cm，后将小球释放，使小球水平抛出，记下小球在地面上的落点P。
③测出相关物理量后进行计算。
（1）甲同学需要测量的物理量有                                        
（2）用以上物理量表示弹性材料的最大弹性势能E_P                       
（3）乙同学采用了另一种方法用一测力计缓慢压B端，当压缩量为x₁时，测力计示数为F₁；压缩量为x₂时，示数为F₂；……然后以压缩量x为横坐标，测力计的示数F为纵坐标，描点后得到F—x图像如右图。则由图像可得该弹性材料的最大弹性势能为        J。

(18分)
（1）某班同学在做“练习使用多用电表”的实验。
①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图1所示，此被测电阻的阻值约为       Ω。

②某同学按如图2所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S       。(选填“闭合”或“断开”)

③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定

A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．、间导线断路
（2）某同学采用如图3所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。

．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；
．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；
．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量，再重复步骤；
．算出每条纸带对应的加速度的值；
．用纵坐标表示加速度，横坐标表示配重受的重力；(作为小车受到的合力F)，作出图象。
①在步骤中，该同学是采用图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为         m/s；

②其余各点的速度都标在了v坐标系中，如图5所示。时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中，并作出小车运动的图线；利用图线求出小车此次运动的加速度       m/s²；

③最终该同学所得小车运动的图线如图6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比
B．小车的加速度可能大于重力加速度
C．可以确定小车的质量约为0.50kg
D．实验中配重的质量远小于小车的质量

（1）游标卡尺主尺的最小刻度是1mm，游标尺上有20个等分刻度，则游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差         mm。用这个游标卡尺测量一小球的直径，如图所示的读数是          mm。

（2）某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表（量程0~3V，内阻3kΩ），电流表（量程0~0.6A，内阻1.0Ω），滑动变阻器有R₁（最大阻值10Ω，额定电流2A）和R₂（最大阻值100Ω，额定电流0.1A）各一只。

①实验中滑动变阻器应选用           。（选填“R₁”或“R₂”）
②根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。
③在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图线，根据图线
求出的电源电动势E=          V，内阻r=      Ω。
（3）①下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断的关系应为     （选填“>”、“<”或“=”）

②大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，利用右图所示的装置和器材能做“验证动量定恒定律”的实验吗？            。（选填“能”或“不能”）如果你选填的是“能”，那么你还需要的器材是：                     。如果你选填的是“不能”，请简要说明理由：
                                               。

螺旋测微器是一种精密的测量长度的仪器。现有下列问题：
常用螺旋测微器的精度是0.001mm，下图是某次测量的读数为5.620mm，请你在刻度线旁边的方框内标出相应的数值以符合给出的读数：A     B     C     

如图，一热敏电阻放在控温容器内；为毫安表，量程，内阻为数十欧姆；为直流电源，电动势约为，内阻很小；为电阻箱，最大阻值为；S为开关。已知在时的阻值为，在时的阻值约为。现要求在降温过程中测量在之间的多个温度下的阻值。

（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图。

（2）完成下列步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线。
②调节控温容器内的温度，使得温度为。
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。
④闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数，并记录。
⑤将 的温度降为 （）；调节电阻箱，使得电流表的读数，记录。
⑥温度为 时热敏电阻的电阻值 =。
⑦逐步降低的数值，直至为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥。

（1）在"描绘小灯泡的伏安特性曲线"实验中.用导线、、、、、、和按题图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后;

①若电压表的示数为,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为;
②若电压表的示数为零，电流表的示数为,小灯泡亮，则断路的导线为;
③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为.
（2）建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起、施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出（实验1）和以一定倾角拉出
（实验2）的过程中总拉力的变化情况.

①必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和等.
②根据实验曲线（图3），实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了.
③根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是.
④可能导致测量拉力的实验误差的原因有：读数不准、钢板有油污、等等（答出两个即可）