高中物理实验题

图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E是电池； $R_1$ 、 $R_2$ 、 $R_3$ 、 $R_4$ 和 $R_5$ 是固定电阻， $R_6$ 是可变电阻；表头 $\mathit{GG}$ 的满偏电流为250 $\mathit{\mu A}$ ，内阻为 $480\Omega$ 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆 $\times 100\Omega$ 挡。

（1）图（a）中的A端与__________（填"红"或"黑"）色表笔相连接。

（2）关于 $R_6$ 的使用，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）。

A．在使用多用电表之前，调整 $R_6$ 使电表指针指在表盘左端电流"0"位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 $R_6$ 使电表指针指在表盘右端电阻"0"位置

C．使用电流挡时，调整 $R_6$ 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得 $R_1+R_2=$ __________ $\Omega$ ， $R_4=$ __________ $\Omega$ 。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与"1"相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与"3"相连的，则读数为__________；若此时B端是与"5"相连的，则读数为__________。（结果均保留3位有效数字）。

某同学欲将内阻为 $98.5\mathrm{\Omega }$ 、量程为 $100\mathrm{uA}$ 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的 $15\mathrm{k}\mathrm{\Omega }$ 刻度正好对应电流表表盘的 $50\mathrm{uA}$ 刻度。可选用的器材还有：定值电阻 ${\mathrm{R}}_0$ （阻值 $14\mathrm{k}\mathrm{\Omega }$ ），滑动变阻器 ${\mathrm{R}}_1$ （最大阻值 $1500\mathrm{\Omega }$ ），滑动变阻器 ${\mathrm{R}}_2$ （最大阻值 $500\mathrm{\Omega }$ ），电阻箱（ $0~99999.9\mathrm{\Omega }$ ），干电池（ $\mathrm{E}=1.5V\mathrm{，}\mathrm{r}=1.5\mathrm{}\mathrm{\Omega }$ ），红、黑表笔和导线若干。

（1）欧姆表设计

将图（a）中的实物连线组成欧姆表________。欧姆表改装好后，滑动变阻器 $\mathrm{R}$ 接入电路的电阻应为________ $\mathrm{\Omega }$ ：滑动变阻器选________（填" ${\mathrm{R}}_1$ "或" ${\mathrm{R}}_2$ "）。

（2）刻度欧姆表表盘

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为 $25$ 和 $75$ ，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。

（3）校准

红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________ $\mathrm{k}\mathrm{\Omega }$ 处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为________ $\mathrm{\Omega }$ 。

A．

甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。    

（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是。（填正确答案标号）            

A．	米尺
B．	秒表
C．	光电门
D．	天平

（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。

答：________

（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=________m/s ²。（保留2位有效数字）    

某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V ₁和V ₂为理想电压表；R为滑动变阻器，R ₀为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题：

（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器 R ， 使电压表V ₁的示数为 U ₁=________mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度 t升高时，硅二极管正向电阻________（填"变大"或"变小"），电压表V ₁示数________（填"增大"或"减小"），此时应将 R的滑片向________（填"A"或"B"）端移动，以使V ₁示数仍为 U ₁。    

（2）由图（b）可以看出 U与 t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为 $\text{|}\frac{\text{Δ}U}{\text{Δ}t}\text{|}$ =________×10 ^-3V/℃（保留2位有效数字）。

如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

   

（1）铁块与木板间动摩擦因数 μ=________（用木板与水平面的夹角 θ、重力加速度 g和铁块下滑的加速度 a表示）    

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角 θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s ²。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________（结果保留2位小数）。

一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R _x的阻值，图中R ₀为标准定值电阻（R ₀=20.0 Ω）； 可视为理想电压表。S ₁为单刀开关，S ₂位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：

⑴按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线________；

⑵将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S ₁；

⑶将开关S ₂掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表 的示数 U ₁；然后将S ₂掷于2端，记下此时电压表 的示数 U ₂；

⑷待测电阻阻值的表达式R _x=________（用 R ₀、 U ₁、 U ₂表示）；

⑸重复步骤（3），得到如下数据：

	1	2	3	4	5
U 1/V	0.25	0.30	0.36	0.40	0.44
U 2/V	0.86	1.03	1.22	1.36	1.49
$\frac{U_2}{U_1}$	3.44	3.43	3.39	3.40	3.39

⑹利用上述5次测量所得 $\frac{U_2}{U_1}$ 的平均值，求得 R _x=________Ω。（保留1位小数）

甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于 L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。

甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L ₁ ， 重力加速度大小为 g ， 则乙的反应时间为________（用 L、 L ₁和 g表示）。

（2）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s ² ， L=30.0 cm， L ₁=10.4 cm，乙的反应时间为________s。（结果保留2位有效数字）    

（3）写出一条提高测量结果准确程度的建议：________。    

某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头（量程 $100\mathrm{}\mathrm{\mu }\mathrm{A}$ ,内阻 $900\Omega$ ）；电阻箱 $R_1$ （阻值范围 $0-999.9\Omega$ ）；电阻箱 $R_2$ （阻值范围 $0-99999.9\Omega$ ）；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为 $1\mathit{mA}$ 的直流电流表。在此基础上再将它改装成量程为 $3V$ 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 $1\mathit{mA}$ 和电压 $3V$ 两档。

回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出 $R_1$ 和 $R_2$ 。其中*为公共接线柱。 $a$ 和 $b$ 分别是电流档和电压档的接线柱。

（2）电阻箱的阻值应取 $R_1=$ ________ $\Omega$ , $R_2=$ ________ $\Omega$ .（保留到个位）

某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R₀（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干．

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（填“增大”“不变”或“减小”）．

（3）用另一电源E₀（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．（结果均保留2位小数）

某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5V的电压表 的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999.9Ω），滑动变阻器R ₁（最大阻值50Ω），滑动变阻器R ₂（最大阻值5kΩ），直流电源E（电动势3V）．开关1个，导线若干．

实验步骤如下：

①按电路原理图（a）连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器使电压表满偏；

④保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值．

回答下列问题：

（1）实验中应选择滑动变阻器________（填"R ₁"或"R ₂"）．

（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线．

（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω（结果保留到个位）．

（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为（填正确答案标号）．

A．	$100\mathit{\mu A}$	B．	$250\mathit{\mu A}$
C．	$500\mathit{\mu A}$	D．	$1\mathit{mA}$

某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 $N=5$ 个，每个质量均为 $0．010\mathit{kg}$ 。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

①将n（依次取 $n=1,2,3,4,5$ ）个钩码挂在轻绳右端，其余 $N-n$ 各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制 $s-t$ 图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。

②对应于不同的n的a值见下表。 $n=2$ 时的 $s-t$ 图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。

n	1	2	3	4	5
$a/\text{m}·{\text{s}}^{-2}$	$0．20$	________	$0．58$	$0．78$	$1．00$

（2）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出 $a-n$ 图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（3）利用 $\mathit{a–n}$ 图像求得小车（空载）的质量为________kg（保留2位有效数字，重力加速度取 $g=9.8\mathrm{m}·{\mathrm{s}}^{-2}$ ）。

（4）若以"保持木板水平"来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）

A．	$.\mathit{a–n}$ 图线不再是直线
B．	$\mathit{a–n}$ 图线仍是直线，但该直线不过原点
C．	$\mathit{a–n}$ 图线仍是直线，但该直线的斜率变大

某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和 $a_1{b}_1$ 固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。

（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：

A.适当增加两导轨间的距离

B.换一根更长的金属棒

C.适当增大金属棒中的电流，其中正确的是（填入正确选项前的标号）

某同学要将一量程为 $250\mathrm{\mu }\mathrm{A}$ 的微安表改装为量程为 $20\mathrm{mA}$ 的电流表。该同学测得微安表内阻为 $1\mathrm{}200\mathrm{}\mathrm{\Omega }$ ，经计算后将一阻值为 $\mathrm{R}$ 的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。

（2）当标准毫安表的示数为 $16.0\mathrm{mA}$ 时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）

A． $18\mathrm{mA}$    B． $21\mathrm{mA}$     C． $25\mathrm{mA}$    D． $28\mathrm{mA}$

（3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号）

A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 $1\mathrm{}200\mathrm{}\mathrm{\Omega }$

B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 $1\mathrm{}200\mathrm{}\mathrm{\Omega }$

C．R值计算错误，接入的电阻偏小

D．R值计算错误，接入的电阻偏大

（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=。

某同学要研究一小灯泡 $L(3.6V,0.30A)$ 的伏安特性。所用器材有：电流表 $A_1$ （量程 $200\mathit{mA}$ ，内阻 $R_{g1}=10.0\Omega )$ 、电流表 $A_2$ （量程 $500\mathit{mA}$ ，内阻 $R_{g2}=1.0\Omega )$ 、定值电阻 $R_0$ （阻值 $R_0=10.0\Omega )$ 、滑动变阻器 $R_1$ （最大阻值 $10\Omega )$ 、电源 $E$ （电动势 $4.5V$ ，内阻很小）、开关 $S$ 和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。

（2）若 $I_1$ 、 $I_2$ 分别为流过电流表 $A_1$ 和 $A_2$ 的电流，利用 $I_1$ 、 $I_2$ 、 $R_{g1}$ 和 $R_0$ 写出：小灯泡两端的电压 $U=$ 　　，流过小灯泡的电流 $I=$ 　　。为保证小灯泡的安全， $I_1$ 不能超过 　　 $\mathit{mA}$ 。

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片的位置并读取相应的 $I_1$ 、 $I_2$ ．所得实验数据在表中给出。

$I_1/\mathit{mA}$	32	55	85	125	144	173
$I_2/\mathit{mA}$	171	229	299	379	424	470

根据实验数据可算得，当 $I_1=173\mathit{mA}$ 时，灯丝电阻 $R=$ 　　 $\Omega$ （保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻 $R_0$ ，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于 　　 $\Omega$ （保留1位小数）。

现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过 ${60}^{\circ }$ C时,系统报警。提供的器材有：热敏电阻,报警器（内阻很小,流过的电流超过 $I_{\mathrm{c}}$ 时就会报警，电阻箱(最大阻值为 $999.9\mathrm{\Omega }$ ),直流电源(输出电压为 $U$ ,内阻不计）,滑动变阻器 $R_1$ (最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$ ), 滑动变阻器 $R_2$ （最大阻值为 $2000\mathrm{\Omega }$ ),单刀双掷开关一个,导线若干。

在室温下对系统进行调节,已知 $U$ 约为 $18\mathrm{V},I_{\mathrm{c}}$ 约为 $10\mathrm{mA}$ ;流过报警器的电流超过 $20\mathrm{mA}$ 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在 ${60}^{\circ }\mathrm{C}$ 时阻值为 $650.0\mathrm{\Omega }$ 。

(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

（2）在电路中应选用滑动变阻器_           (填 $"R_1\mathrm{"}$ 或" $R_2$ ") 。

（3）按照下列步骤调节此报警系统:

①电路接通前, 需将电阻箱调到一定的阻值, 根据实验要求, 这一阻值为         $\mathrm{\Omega }$ ; 滑动变阻器的滑片应置于 _        （填"a"或"b") 端附近，不能置于另一端的原因是                      。

②将开关向             （填 "c"或 "d") 端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片, 直至         。

（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变, 将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。