高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法实验题

(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）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）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与轴重合，在从坐标原点以速度=3匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为，R在上升过程中运动轨迹的示意图是。（视为质点）

（2）为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9的电压表
量程为1V、内阻大约为1的电压1
量程为2V、内阻大约为2的电压2
量程为3V、内阻大约为3的电压3
选择电压表串联的电阻可以改转成量程为9的电压表
② 利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号123与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。

3.根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50时、电阻箱值为15.0;电压表示数为2.00时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势=、内阻r=。

（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）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”）

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）。

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；

（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

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。

以下有关高中物理实验的一些描述中，正确的是（    ）

A．在“研究平抛运动”实验中，需要用重锤线确定竖直方向

B．在“研究匀变速直线运动”实验中，需要平衡摩擦力

C．在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要用天平测物体的质量

D．在“验证力的平行四边形定则”实验中，必需要两根弹簧秤

E．在“探究功与速度变化的关系”实验中，所选橡皮筋必需相同

（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_______。                  

（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""）

某实验小组利用如图所示的装置测量温度：A是容积较大的玻璃泡，A中封有一定量的空气，B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管，管壁有温度刻度标志，管下端开口插入水银槽中，管内外水银面高度差为h． 

（1）h越大，温度读数越______（填“大”或“小”）；
（2）试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的；
（3）利用此装置测温度时，如果大气压强增大△P（cmHg），读出的温度值变大还是变小？如何进行修正？