高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法实验题

Ⅰ某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示，摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。

（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n = 40时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T=_____s（结果保留三位有效数字）。
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T²—L图象，并求出结果。

（4）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T₁，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期T₂。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=________。
某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机，线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，实验室提供的器材有： ①直流电源E：电压6 V、内阻不计；②小直电流电动机M；
③电压表V₁：量程0.6 V、内阻约3 kΩ； ④电压表V₂：量程6 V、内阻约15 kΩ；
⑤电流表A₁：量程0.6 A，内阻约2.5Ω   ⑥电流表A₂：量程3 A、内阻约0.5 Ω；
⑦滑动变阻器R：0～10 Ω、1A；         ⑧开关一只S，导线若干．
(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，通过调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选_______，若电压表的示数为0.15 V，电流表的示数为0.2 A，则内阻r＝______Ω，这个结果比真实值偏_____(填 “大”或“小”)．


(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．(标明所选器材的符号)
(3)当电压表的示数为4.3 V时，电流表示数如图示，此时电动机的输出功率是_______ W.

某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。可选用的器材如下：
A．待测螺线管L（符号）：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值约几十欧；
B．电流表A₁：量程为10mA，内阻r₁=40Ω；
C．电流表A₂：量程为500μA，内阻r₂=750Ω；
D．电压表V：量程为10V，内阻为10kΩ；
E．保护电阻R₁：阻值为100Ω；
F．滑动变阻器R₂：总阻值约为10Ω；
G．电源E，电动势约为1.5V，内阻忽略不计；
H．开关一个及导线若干。

（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，其示数D=___________mm。
（2）用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10 ”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图，则金属丝的电阻约为____________Ω

（3）为了尽可能准确的测量R_L，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在下面的虚线框中，并标明所用器材的代号。
（4）由已知量和测得量的符号表示金属丝的电阻是__________则金属丝的长度L=_____________。

（5）（3分 ）如图所示,在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S₁、S₂的中心对称轴位置稍微向上移动，则（　　）

A．不再产生干涉条纹
B．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置不变
C．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略上移
D．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略下移

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为             mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为        mm；

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为               Ω。

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）
电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S    导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右上框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。
（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝         。（保留2位有效数字）

I．某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
①在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持　　状态。
②他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小Ｆ与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x₀=　　cm，劲度系数k=   N/m。
③他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x=　　cm。

Ⅱ．某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材可供选择：

A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；

B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约；

C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约；

D．电压表V：量程0～15V，内阻约；

E．滑动变阻器R₁：最大阻值；
F．滑动变阻器R₂：最大阻值；         
G．开关．导线等
在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A₁”或“A₂”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R₁”或“R₂”）。
（2）根据所选的器材在题给的方框内画出实验的电路图。

（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L，电阻R的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
长度L（cm）	20.0	25.0	30.0	35.0	40.0	45.0
电阻R（）	1.3	2.1	3.0	4.1	5.3	6.7

为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。

现有以下器材：电流表A（量程0.6A、内阻=0.5Ω），电阻箱R（量程99.99Ω），待测电阻R_x，直流电源（电动势E和内阻r待测），单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，带铁夹的导线若干。某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路，用来测定待测电阻的阻值R_x、直流电源的电动势E和内阻r。
⑴按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整

⑵测量电阻R_x的阻值
①将开关S₁闭合、开关S₂接a，读出电流表的示数I₁
②保持开关S₁闭合，将开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也为I₁，此时电阻箱的阻值R= 4.00Ω，则R_x=   Ω
⑶测电源的电动势E和内阻r
将开关S₁闭合、开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若干组 R、I的数据（见下表），请在图丙所示的坐标纸上作出-R的图像，并根据图像求得电动势E=   V，内阻r=   Ω（保留两位有效数字）。

（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

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。

下列有关高中物理实验的描述中，正确的是：               。

A．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

B．在“研究平抛物体的运动”的实验中，必须要用秒表测出平抛物体的运动时间

C．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧必须水平使用，以克服弹簧所受重力对实验的影响

D．在测量电动势和内阻的实验中，最好使用新电池。

(1) (8分)为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图象。从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是__________________________。这两根弹簧的劲度系数分别______N/m和______ N/m.若要制作一个精确程度较高的弹秤，应选弹簧秤______。
(2)(4分)在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是(     )

A．要用天平称重锤质量

B．选用质量大的重锤可减小实验误差

C．为使实验结果准确，应选择1、2两点间距离接近2 mm的纸带进行分析

D．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少

（1）用该螺旋测微器测待测金属丝的直径d，得到如图甲所示的读数．可知金属丝的直径是              mm；
（2） 图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
①下列说法中正确的是________．

A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化

B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下

C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程

D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°

E. 弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为4.0N.

②某同学在调整了定滑轮的位置的情况下，在验证力的平行四边形定则实验中得到如下数据，请选择合适的标度在下图方框中作图完成实验数据的处理．
（3）某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”：将-铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”，其电动势约为1．5V，内阻约有几百欧。现要求你用量程合适的电压表（内阻较大）、电流表（内阻较小）来测定水果电池的电动势E和内电阻r。
①本实验的电路应该选择下面的图甲或图乙中的：               

②若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0～20Ω）、B（0～3kΩ）。本实验中应该选用的滑动变阻器为：           ，通电前应该把变阻器的阻值调至        。
③实验中测出六组（U，I）的值，在U—I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E=       V，内电阻为r=     Ω。（均保留3位有效数字）
④根据你在①中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比：电动势E             ，内电阻r          。（均选填：“偏大”、“相等”或“偏小”），由此造成的实验误差属于       误差。（选填“系统”或“偶然”）

（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.

某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。

⑴实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的
Δt₁   Δt₂（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d =   mm。
⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出   和   （写出物理量的名称及符号）。
⑷若上述物理量间满足关系式     ，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

（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_______。                  

（1）图1是"研究匀速直线运动"实验中获得的一条纸带，、、、、和为纸带上六个计数点。加速度大小用表示

①间的距离为

②图2是根据实验数据绘出的图线（为各计数点至同一起点的距离），斜率表示，其大小为(保留3位有效数字)
（2）在"描绘小电珠的伏安特性曲线"实验中，所用器材有：小电珠（，），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。

①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表倍率的电阻档（请填写""、""或""）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图3，结果为
      
②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图4完成实物图5的连线。     
③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于端。为使小电珠亮度增加，应由中点向端滑动。
④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点间多测几组数据（请填写"" "" "" ""或""）