高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法实验题

（1）如图所示，一束入射光AO从某种介质以入射角射人空气，以点为圆心，为半径画圆与折射光线OB交于M点，过M点向两介质的交界面作垂线与入射光线AO的延长线交于N点，以O点为圆心，ON为半径画另一个圆，测得该圆的半径为，下列判断正确的是（不定项选择）

A. 该介质的折射率为.
B.若光由介质射入空气发生全反射，则临界角为
C. 若过圆与界面的交点D作界面的垂线交圆于P点，则OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角
D.若入射光的强度保持不变，逐渐增大入射角，则折射光的强度将逐渐增加
（2）某同学利用图甲所示的电路测量一定值电阻Rx的阻值。所用的器材有：

待测电阻，阻值约为50
电流表，内阻约为20，量程50mA
电流表，内阻r2约为4，量程300mA 
电阻箱，0～999.9
滑动变阻器，0～20
电源E，电动势3V，内阻很小
单刀单掷开关、单刀双掷开关、导线若干
请回答下列问题：
（a）在图乙所示的实物图上画出连线，

（b）闭合，将掷于1，调节，到适当位置，记下两表的读数、和电阻箱的阻值。为使两表的示数均超过量程的一半，可取________（填序号）.
A. 0.5Ω            B. 5.0Ω           C.50.0Ω
（c）闭合，将掷于，调节、到适当位置，记下两表的读数、和电阻箱的阻值。用测得的物理量表示待测电阻的测量值__________

如图甲所示，电压表V1、V2串联接入电路中时，示数分别为6V和4V，当只有电压表V2接入电路中时，如图乙所示，示数为9V，电源的电动势为

A. 9.8V        B.10V      C.10.8V       D.11.2V
⑵(12分)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
Ⅰ.以上操作有错误的是_________________________;
Ⅱ.实验中选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C、D为四个计数点，打点计时器所选用电源是频率为50的交流电，用最小刻度为1mm的刻度尺，测得OA=11.13m,OB=17.69m,OC=25.9m.这三个数据中不符合有效数据要求的是___,在计数点A和B之间，B和C之间各还有一个点，重锤的质量为，根据以上数据，当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了___，这时它的动能是__.()

Ⅲ.实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量，其主要原因是______

(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中，打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流 电源上，自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带，单位是cm，g取9．8m／s²，O、A之间有几个计数点没画出。

①打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=               。
②从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量
ΔE_p=      ，此过程中物体动能的增量ΔE_k=          。
③如果以v²／2为纵轴，以下降高度h为横轴，根据多组数据绘出v²／2-h的图象，这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于           。
（2）某同学想测量一段电阻丝的电阻率，其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下：
A．测量电流表的内阻。按图1连接电路，将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；然后保持R的阻值不变，合上开关S₂，调整电阻箱R′的阻值，使电流表指针达到半偏，记下此时R′ 的阻值；
B．计算出改装电压表应串联的电阻R₀的值。将电阻R₀与电流表串联，则R₀与电流表共同构成一个新的电压表；
C．将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路，对改装的电压表进行校准；
D．利用校准后的电压表和另一块电流表，采用伏安法测量电阻丝的电阻；
E．测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度；
F．计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示，图中读数为 　　　     mm；
（2） 已知电流表的满偏电流为200µA，若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V，则必须给电流表串联一个阻值为R₀ =          Ω的电阻；
（3）在对改装后的电压表进行校准时，发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些，造成这个现象的原因是（　　　　）
A．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R₀的阻值偏小
B．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R₀的阻值偏小
C．电流表内阻的测量值偏小，造成串联电阻R₀的阻值偏大
D．电流表内阻的测量值偏大，造成串联电阻R₀的阻值偏大
（4）在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时，由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度，因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时，可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a－b图线如图5所示，根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

用下列器材，测定小灯泡的额定功率。

A．待测小灯泡：额定电压6V，额定功率约为5W；

B．电流表：量程l.0A，内阻约为0.5Ω；

C．电压表：量程3V，内阻5kΩ；

D．滑动变阻器R：最大阻值为20Ω，额定电流1A；

E.电源：电动势10V，内阻很小；
F.定值电阻R₀（阻值10kΩ）；
G.开关一个，导线若干。
要求：①实验中，电流表应采用______接法（填“内”或“外”）；滑动变阻器应采用_________接法（填“分压”或“限流”)。
②在方框中画出实验原理电路图。

③实验中，电压表的示数调为______V时，即可测定小灯泡的额定功率。

给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等，如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内电阻。

（1）画出电路图。
（2）实验过程中，将电阻箱拨到45Ω时，电压表读数为0.90V；若将电阻箱拨到图（甲）所示为     时，电压表的读数如图（乙）所示是      V。
（3）根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝            V，内电阻r＝       Ω。                              

本题共有(1)、(2)、(3)三个小题：
(1) 在一次测量中：
① 游标卡尺如图a所示，其示数为
              cm；
② 螺旋测微器如图b所示，箕示数为                 mm。

(2)如图所示为“验证碰撞中动量守恒”类验的装置示意图：

① 实验中小球A质量为m_A，小球参质量为m_B，它们的关系应该是：m_A           m_B。
② 实验前需要进行如下调节：
A．固定斜槽时，应使斜槽末端                  ；
B．调整小支柱到槽口的距离和高度时要达到以下要求：
当入射小球放在斜槽末端，被碰小球放在支柱上时，调整支柱，使两球             ，
并且使两球的球心                 ；
③ 实验中应使A球每次均在斜槽上                  从静止释放；
④ 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量比为m_A：m_B=3：2则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比p_A：p_B=          。

(3)如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不
亮，电压表和电流表均无示数。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开
关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障。

① 为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应
当选用多用电表的       档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用
多用电表的           档。
② 在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____，
可能有                      故障。
③ 为了尽可能准确的完成探究小灯泡U——I特性的实验？图甲电路接线图中还存在
错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线。
④ 图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U——I特性图线。随后
他们将该小灯泡直接串接在电动势E= 4.5V，内阻r=l.5Ω的直流电源上，则该小灯
泡通电发光时的电功率约为                  W。

（1）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。

①为了测得重物下落的速度和加速度，还需要的实验器材有      。（填入正确选项前的字母）
A．天平    B．秒表    C．米尺     D．弹簧测力计
②打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图11为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……。打点计时器打F点时，重物下落的速度为        m/s，该重物下落的加速度为　　　　m/s²。（结果保留两位有效数字）

（2）某兴趣小组为了测量一待测电阻R_x的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材:
A．多用电表
B．电压表V_l，量程3V，内阻约5kΩ
C．电压表V₂，量程15V，内阻约25kΩ
D．电流表A_l，量程0.6A，内阻约0.2Ω
E．电流表A₂，量程3A，内阻约0.04Ω
F．电源，电动势E=4.5V
G．滑动变阻器R_l，最大阻值5Ω，最大电流为3A
H．滑动变阻器R₂，最大阻值200Ω，最大电流为1.5A
I．电键S、导线若干
①在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图12(甲)中指针所示，为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用_________欧姆挡；
②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图12(乙)中指针所示，则R_x的阻值大约是_________Ω；

③在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻的电压从零开始可以连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选           ；电流表应选           ；滑动变阻器应选           。(填器材前面的字母代号)
④在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图．

（1）图甲的螺旋测微器的读数是______mm；图乙的游标卡尺的读数是______mm。
　　
（2）利用油膜法估测油酸分子直径的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的4550cm²浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
①下面是实验步骤，试填写所缺的步骤C

A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1ml酒精油酸溶液时的滴数N；

B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C．；

D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积Scm^2；

②用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为                （单位：cm）

（1）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图所示．由图可读出金属丝的直径为           mm．
（2）现用游标为50分度的卡尺的      （填图中的A或B）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为             mm．

（1）测量重力加速度时由于没有消除空气阻力的影响引起的误差属于         （选填系统误差或偶然误差），这种误差的特点是                     

Ⅰ.（1）在用游标为10分度的游标卡尺测某金属棒的直径时，示数如图所示，读数为_______cm。

（2）在测定金属丝的电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_______mm。
Ⅱ．在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，已知交变电流的频率f=50Hz。从0点开始，每5个点取一个计数点，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：x₁=1.85cm，x₂=3.04cm，x₃=4.25cm，x₄=5.48cm，x₅=6.68cm，x₆=7.90cm。

（1）在计时器打出计数点4时，小车的速度v₄=      cm/s（结果保留3位有效数字）。
（2）加速度a =      m/s²。（结果保留3位有效数字）。
Ⅲ．现要描绘标有“4.0V ，0.4A”小灯泡L的伏安特性曲线，实验室中有以下一些器材可供选择：
电源：  E₁（电动势为2.0V，内阻为0.2Ω）；E₂（电动势为4.5V，内阻为0.02Ω）
电压表：V₁（量程5V，内阻为5kΩ）；V₂(量程15V，内阻为15kΩ)
电流表：A₁（量程100mA，内阻约2Ω）；A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
滑动变阻器：R₁（可调范围 0~10Ω，允许通过最大电流5A）；R₂（可调范围 0~5kΩ，允许通过最大电流0.1A）
导线，开关若干。
（1）为了调节方便，准确描绘伏安特性曲线，实验中应该选用电源_______，电压表_____ ,电流表 _____，滑动变阻器 _______（填器材的符号）。
（2）在满足（1）的情况下，画出实验中所需的电路原理图（标明所选仪器的符号）。

一同学用游标卡尺测一摆球的直径时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这一摆球的直径是          cm；该同学用螺旋测微器测另一摆球的直径时螺旋测微器上的示数如图乙所示，则该摆球的直径为          cm．

（1）图一中螺旋测微器读数为__________mm。图二中游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）读数为_________cm。


（2）如图8所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变小      。

A．将M板向下平移
B．将M板沿水平向左方向远离N板
C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε>1）
D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
（3）在“电场中等势线的描绘”实验中，用在导电纸上形成的电流场模拟静电场，描绘一个平面上的等势线。现有一位同学想模拟带负电的点电荷附近电场在一个平面上的等势线，他在木板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸，并用图钉固定，然后在导电纸中央平放上一个小圆柱形电极A，如图9所示。

①还需要怎样一个电极？答：       。在图画出该电极，并用连线完成实验电路的连接。
②通电后，要描绘出过C点的等势线，还需要的仪器是：               。
③在图10的俯视图中，通电后，当将灵敏电流表一个探针接触C点，将另一个探针由C点附近，沿C→B滑动的过程中，灵敏电流表指针与零刻度夹角的变化情况是          。
A．逐渐增大   B．逐渐减小   C．先变大后变小     D．先变小后变大

I．教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干。为了完成 “验证机械能守恒定律”的实验，你还必须领取 1  ，正确安装实验装置后，在释放纸带之前，应把重物提高到   2  的地方。某同学选用不同的器材，在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带，第一个打点均为，在甲纸带上任选6个连续的打点，它们到的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm；同样在乙纸带上任选6个连续的打点，它们到的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36.10cm。
根据甲纸带的数据可知，的重物由点运动到点重力势能的减少量等于
 3  ，动能的增加量等于  4 （当地的重力加速度取）。分析这位同学的两组实验数据，指出哪组不符合实验要求，并说明原因。
II．现有如下所示的实验器材（示意图），要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验

（1）请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接。
（2）若测得的实验数据如下表，请用作图法求出干电池的电动势和内阻。

电压(U / V)	1.48	1.44	1.38	1.30	1.20	1.08
电流(I /A)	0.05	0.10	0.15	0.25	0.35	0.50

（3）若上图中所给的电流表已被损坏，用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻？如能的话，请选定器材并给出电路图。

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。