高中物理实验中常用仪器及其正确操作方法试题

2007年10月24日，中国用长征运载火箭成功地发射了“嫦娥1号”卫星．如右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的，关于起始匀加速阶段火箭的一组照片．已知火箭的长度为40m，用刻度尺测量照片上的长度关系，结果如图所示．火箭的加速度大小a＝________m/s²，火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v＝________m/s.

（2）用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L₁=100mm，双缝与屏的距离L₂=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

图（乙）
①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x₁=_______mm、对准第4条时读数x₂=_______mm

②写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号表示），λ=_____nm

(一) 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
（１）、以上操作有错误的是_________________________;
（２）、某同学用上述验证机械能守恒的装置测定当地的重力加速度：如图纸带上1至9为连续点，打点计时器所用的电源50Hz,由纸带所示数据算出当地的重力加速度是______ ；若当地的重力加速度真实数值是9.8 m/s²，请任意写出一个测量值与真实值有差异的原因__________；

（二）某同学利用图（a）所示的电路进行电路实验．电路中R₁的阻值为20Ω，滑动变阻器R上标有“50Ω 2A”字样．闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安．当不断向右移动滑片P，使得电压表与电流表指针偏离零刻度线的角度恰好均为指针满偏角度的1/4时（两表满偏角度相同），如图（b）、（c）所示．则此过程中，两表指针偏转的方向相________（填“同”、“反”）；该电源的电动势为_____________V，内阻为_________W．

(一 )、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

（2）.弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为___ _  _N.
（3）.某课题小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时他们需要记录的是O点位置 ，                    和               ，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是             。
(二).发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，在电路中的符号是————。这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。

(1)已知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0V。若用电动势为12V，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为           Ω的定值电阻。
(2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致。可选用的器材有：
待测发光二极管
直流电源E(电动势4.5V，内阻可以忽略不计)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电压表V₁(量程10V，内阻约50kΩ)
电压表V₂(量程5V，内阻约20kΩ)
电流表A₁(量程100mA，内阻约50Ω)
电流表A₂(量程60mA，内阻约100Ω)
电键S、导线若干
为准确、方便地进行检测，电压表应选用        ，电流表应选用        。(填字母符号)
(3)画出利用(2)中器材设计的实验电路图。

（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""）

用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关和两个部件、。
请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动部件，使指针对准电流的""刻线。
②将旋转到电阻挡""的位置。
③将插入""、""插孔的表笔短接，旋动部件,使指针对准电阻的（填"刻线"或"刻线"。
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按的顺序进行操作，再完成读数测量。
A. 将旋转到电阻挡""的位置
B. 将旋转到电阻挡""的位置
C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
（2）如图2，用"碰撞试验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量（填选项前的序号），间接地解决这个问题
A小球开始释放高度           
B小球抛出点距地面的高度

C小球做平抛运动的射程
②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置,测量平抛射程，然后，把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置静止释放，与小球相撞，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量、

B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度h
D．分别找到相碰后平均落地点的位置、

E．测量平抛射程，

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（用②中测量的量表示）；
若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为（用②中测量的量表示）。
④经测定，,,小球落地点的平均位置距点的距离如图所示。

碰撞前，后动量分别为与 ，则:=:11,若碰撞结束时的动量为，则:=11:．   
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为          
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据，分析和计算出被撞小球平抛运动射程的最大值为

某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。

(1)将电阻箱接入之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器'后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值，得到一组电压表的示数的数据如下表：

请根据实验数据做出关系图像。

(2)用待测电阻替换电阻箱，读得电压表示数为。利用(1)中测绘的图像可得 Ω。
(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的图像测定某一电阻，则测定结果将(选填"偏大"或"偏小")。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的图像实现对待测电阻的准确测定？

某同学用如图所示的实验装置来验证"力的平行四边形定则"。弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重物。弹簧测力计B的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为。

(2)下列不必要的实验要求是。(请填写选项前对应的字母)

A．	应测量重物 所受的重力
B．	弹簧测力计应在使用前校零
C．	拉线方向应与木板平面平行
D．	改变拉力，进行多次实验，每次都要使 点静止在同一位置

（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程，请你提出一个解决办法。

（1）某探究小组设计了"用一把尺子测定动摩擦因数"的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为。
③以下能引起实验误差的是。

A．	a．滑块的质量
B．	b．当地重力加速度的大小
C．	c．长度测量时的读数误差
D．	d．小球落地和滑块撞击挡板不同时

（2）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。

①所得实验数据如下图，请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。

②根据所画的图像，可求得电流时电源的输出功率为。（保留两位有效数）
③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是。（阻值未知）

在"探究导体电阻与其影响因素的定量关系"试验中，为了探究3根材料未知、横截面积均为=0.20的金属丝的电阻率，采用如图所示的实验电路，为金属丝的左端点，为金属丝的右端点，是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终为，电压表读数随间距离的变化如下表：

	600	700	800	900	1000	1200	1400	1600	1800	2000	2100
	3.95	4.50	5.10	5.90	6.50	6.65	6.82	6.93	7.02	7.15	7.85

	2200	2300	2400
	8.50	9.05	9.75

(1)绘出电压表读数随间距离变化的图线；
(2)求出金属丝的电阻率，并进行比较。

在"探究加速度与力、质量的关系"实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是（漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用

Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量与弹簧长度的相应数据，七对应点已在图上标出。（=9.8)
作出的关系图线；
弹簧的劲度系数为

Ⅱ.（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到""挡位，测量时针偏转如图（）所示。请你简述接下来的测量过程：
①；
②；
③；
④测量结束后，将选择开关旋到""挡。

（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（）所示。
其中电压表内阻约为5 ，电流表内阻约为5。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
图（）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关旋到位置3时，可用来测量；当旋到位置时，可用来测量电流，其中旋到位置时量程较大。

（1）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：
①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为。

②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。（填选项前的字母）

A．	把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时	B．	测量摆球通过最低点100次的时间，则单摆周期为
C．	用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大	D．	选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

（2）某同学在探究规格为"，"的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠介入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至档进行测量。（填选项前的字母）

A．	直流电压	B．	直流电流
C．	欧姆×	D．	欧姆×

②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中为华东变阻器（阻值范围,额定电流），为待测小电珠，为电压表（量程，内阻），为电流表（量程，内阻）,为电源（电动势，内阻不计），为开关。

Ⅰ.在实验过程中，开关闭合前，华东变阻器的画片P应置于最端；（填"左"或"右"）
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是点至点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如"2点至3点"的导线）
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而。（填"不变"、"增大"或"减小"）

（1）某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，实数是，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，则测力计的实数小于，由此判断此时电梯的运动状态能是。

（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是。
（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测量玻璃砖的折射率，开始玻璃砖位置如图中实线所示，使大头针、 圆心在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心 缓缓转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察、的像，且 的像挡住的像，如此只需测量出，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的方法表示出折射率

（4）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻,现备有下列洗菜：

A. 电流表（量程, 内阻约）；
B. 电流表（量程, 内阻约）；
C. 电流表（量程, 内阻约）；
D. 电流表（量程50, 内阻约）；
E. 直流电源（, 允许最大电流）；
F. 滑动变阻器（最大阻值，额定功率）；
G. 电键和导线若干。
电流表应选.电压表应.(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①.
②.

（1）某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同，均为几欧姆，接法可能是图1中甲、乙两种之一，是外接头。现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如图2所示，则测量中使用的欧姆档的倍率是（填、、或），三组线圈的接法是（填甲或乙），断路线圈是（填①、②或③）。


                                  图2
（2）某同学设计了如图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为，滑块上砝码总质量为，托盘和盘中砝码的总质量为，实验中，滑块在水平轨道上从做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度取10²。
①为测量滑块的加速度，须测出它在间运动的与，计算的运动学公式是。

②根据牛顿运动定律得到与的关系为：,他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，必须使上式中的保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于；

③实验得到与的关系如图所示，由此可知=（取两位有效数字）

利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离，记下相应的值；所得数据如下表所示。

s（m）	0.500	0.600	0.700	0.800	0.900	0.950
t（ms）	292.9	371.5	452.3	552.8	673.8	776.4
s/t（m/s）	1.71	1.62	1.55	1.45	1.34	1.22

完成下列填空和作图：

（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小、滑块经过光电门乙时的瞬时速度测量值和四个物理量之间所满足的关系式是；
 (2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；

（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为=（保留2位有效数字）。