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）

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？

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）

（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）

利用图示装置可以测定油漆喷枪喷射油漆雾滴的速度。

(1) 将直径D = 40cm的纸带环，安放在一个可以匀速转动的转台上，纸带上有一狭缝A，A的正对面有一条标志线。油漆喷枪放在开有狭缝B的纸盒里。转台以角速度稳定转动后，开始喷漆。仅当狭缝A和B正对平行时，雾滴才能在纸带内侧留下痕迹。改变喷射速度重复实验，在纸带上留下了一系列的痕迹 a、b、c、d。将纸带取下放在刻度尺下（如下图）。
 
已知，则：速度最大的雾滴所留的痕迹应为    点，该点离标志线的距离为       cm，该喷枪喷出的雾滴的最大速度为         m/s，若考虑空气阻力的影响，该测量值        真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。
(2) 若将喷枪和开有狭缝的纸盒置于转台上（如右图）。喷枪固定于转轴上不随台转动，而纸盒随转台转动，且使狭缝A和狭缝B始终正对。开动转台，转台以角速度稳定转动。改变喷射速度，重复实验四次。（已知 ）则：

A．喷枪喷出液滴一定不会从狭缝A射出

B．喷枪喷出液滴可能会从狭缝A射出

C．只要时间足够长，纸带上将到处留下液滴的痕迹

D．速度越快的液滴在纸带上留下的痕迹离狭缝A越远

（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：
                                               。

(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

Ⅰ．用多用电表进行了几次测量，指针分别处于、的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，和的相应读数是多少？请填在表格中。

指针位置	选择开关所处的档位	读 数
a	直流电流100mA
直流电压2.5V
b	电阻×100

（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择，电流表的量程应选择；应选择的定值电阻，R应选择阻值范围是的滑动变阻器。
Ⅱ．用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程、）；
（b）电压表（量程、）
（c）定值电阻（阻值、额定功率）
（d）定值电阻（阻值，额定功率）
（e）滑动变阻器（阴值范围、额定电流）
（f）滑动变阻器（阻值范围、额定电流）
那么

（2）引起该实验系统误差的主要原因是。
Ⅲ．探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为、、、……；
  （2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、、、……；
  （3）作出草图；
  （4）分析图像。如果图像是一条直线，表明；如果不是直线，可考虑是否存在、、等关系。
以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是。
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为、、、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是、、……。
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。

小明同学在学习了实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。

则以下表述正确的是（）①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小
②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度

A．

①③

B．

②③

C．

①④

D．

②④

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。要求能测出尽可能多组数据，如图是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）
    
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是_________________________________________；
（3）排除故障后比和开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，在要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__________端滑动（选填“左”“右”）；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U—I图线。根据U—I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。
（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是________________________________________。

在利用碰撞做“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图所示，一起按要求安装好后开始实验。先是不放被碰小球，重复实验若干次；然后把被碰小球净值放在斜槽末端的水平部分的前端边缘处，又重复实验若干次，在白纸上记录下重锤位置和各次实验时小球落点的平均位置，一次为O、M、P、N，设入射小球和被碰小球的质量分别为m₁、m₂，且m₁＝2m₂，则

（1）入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，其目的是
A．为了使入射小球每次都能水平飞出槽口
B．为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口
C．为了使入射小球在空中飞行的时间不变
D．为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞
（2）下列有关本实验的说法中正确的有
A．未放被碰小球和放了被碰小球m₂时，入射小球m₁的落点分别为M、P
B．未放被碰小球和放了被碰小球m₂时，入射小球m₁的落点分别为P、M
C．未放被碰小球和放了被碰小球m₂时，入射小球m₁的落点分别为N、M
D．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则标明碰撞过程中由m₁、m₂两球组成的系统动量守恒

有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U²的关系曲线。有下列器材可供选择：
A．电压表V（0～3V，内阻R_V＝3kΩ）                       B．电流表G(0～500μA，内阻R_G＝600Ω)
C．电阻箱R₁（0～99.99Ω）                                         D．滑动变阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑动变阻器R₄（1kΩ，0.5A）                                 F．电源（直流4V，内阻不计）
（1）为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要___________________________________（均用器材对应的字母填写）；
（2）根据你设计的实验电路，完成下图的连线；
（3）根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡在该条件下的功率表达式________________________________。（均用字母表示）。表达式中除U、I_G以外，其他符号的意义是_____________________________________________。

（1）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝时，测得的结果如下图左所示，则该金属丝的直径d＝___________________mm。另一位学生用标有20等分刻度的游标卡尺测某一工件的长度，测得的结果如下图右所示，则该工件的长度L＝________________cm。
    

图5中给出的是用螺旋测微器测量一

金属薄板厚度时的示数，此读数应为_______mm．
 

某学习小组设计了如图3甲所示的测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机的转轴上，在电动机的带动下匀速转动。在圆形卡纸的旁边安装了一个改装了的电火花计时器，具体实验步骤如下：

①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触；
②启动电动机，使圆形卡纸转动起来；
③接通计时器的开关，使它正常工作；④多打几个卡纸，选取点迹清晰卡纸（如图3乙所示），推导角度的表达式，得出角速度的测量值。
（1）要得到角速度的测量值，还缺少一个必要的测量工具，它是（      ）

A．秒表

B．毫米刻度尺

C．圆规

D．量角器

（2）推导角速度的表达式         ，各量的物理意义是                      。