高中物理实验习题集一

1 实 验 练 习 题 1 按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值 3 多用电表表头的示意图如右 当指针位置如图中灰三角箭头所示 则测量的是 测量结果为 当指针位置如图中白三角箭头所示 则测量的是 测量结果为 当指针位置如图中黑三角箭头所示 则测量的是 测量结果为 当指针位置如图中黑三角箭头所示 正确操作后发现指针的偏转角很小 那么接下来的操作步骤应该依次为 测量结束后应将选择开关拨到 或者 无论用多用电表进行何种 直流 测量 电流都应该从 表笔经 插孔流入电表 4 用螺旋测微器测量长度时 可以精确到 m 读数应该读到 mm 读出下列四种情况下的测量结果 mm cm m 10 3m 5 如图是一个游标卡尺 图中 a b c 分别叫做 如图有一个小型气缸 欲测量其所用材料的体积 V 需要测量 高度 H 深度 h 外径 D 内径 d 应该分别用 2 游标卡尺的哪一部分 用字母表示 在测量外径时 游标卡尺的尺面应该跟气缸底面垂直还是平行 为减小偶然误差 要求测量 4 四次 那么每测量一次后应将气缸绕中心轴转动 度 用测量结果表示 V 的 表达式为 9 右图是一个弹簧秤的示意图 该弹簧秤的量程为 N 由图中读出的测量值应为 N 10 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 某同学得到一条用打点计时器打下的纸带 并在其上取了 A B C D E F 等 6 个计数点 每相邻两个计数点间还有 4 个打点计时器打下的点 本图中没有画出 打点计时器接的是 220V 50Hz 的交变电流 他把一把毫米刻度尺放在纸带上 其零刻度和计数点 A 对齐 按照有效数字的读数规则读出相邻计数点 AB BC CD DE EF 间的距离 s1 s2 s3 s4 s5 它们依次 为 cm cm cm cm cm 由以上数据计算打点计 时器在打 B C D E 各点 时 物体的即时速度 vB vC vD vE依次是 m s m s m s m s 根据以上结果 试用两种不同的方法计算该物体的加速度 a 根据 中得到的数据 试在右边所给的坐标系中 用做 v t 图象的方法 从图象中求物体的加速度 a 要标明坐标及其单位 单位大小要取得合适 使作图和读数方便 并尽量充分利用坐标纸 试说明为什么用图象法求加速 度的偶然误差比较小 从图象上求纸带上的 A F 点所对应的物体的即时速度 vA m s vF m s 并由此计算 当打点计时器打下 A 点 的时刻 物体已经从静止开始做匀加速运动 s 了 如果当时电网中交变电流的频率是 f 49Hz 而做实验的同学并 不知道 那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏 理由是 11 某同学在公路边等汽车回校上学 他发现路边有一台小四轮拖拉机 的发动机下漏机油 他估算了一下 大约每 2 秒钟滴下一滴机油 这些油 在路面上形成一小片油迹 后来这台拖拉机开走了 在路面上留下一系 列油点 他走过去观察了一下 发现从那一小片油迹开始 向前 2m 有一 01 234567890 012345678910 a b c 10 10 40 40 0 0 20 20 30 30 50 50 N 0123456789 10 A B C D E F 3 个油点 再向前 4m 有一个油点 再向前 6m 又有一个油点 这位同学由此估算出这台拖拉机启动时的加速度约为 m s2 如果拖拉机匀加速到 6m s 后保持匀速运动 那么它启动半分钟后大约开出 m 远 12 橡皮筋的一端固 定在 A 点 另一端 栓上两根细绳 每根 细绳分别连着一个量 程为 5N 最小刻度 为 0 1N 的弹簧测力 计 沿着两个不同的 方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到 O 点时 两根细绳相互垂直 如图所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 由 图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N 和 N 只须读到 0 1N 在右图的方格纸中按作图 法的要求画出这两个力及它们的合力 13 在用落体法验证机械能守恒定律时 某同学按照正确的操 作选得纸带如右 其中 O 是起始点 A B C 是打点计时器 连续打下的 3 个点 该同学用毫米刻度尺测量 O 到 A B C 各点的距离 并记录在图中 单位 cm 这三个数据中不符 合有效数字读数要求的是 应记作 cm 该同学用重锤在 OB 段的运动来验证机械能守恒 已知当地的重力加速度 g 9 80m s2 他用 AC 段的平均 速度作为跟 B 点对应的物体的即时速度 则该段重锤重力势能的减少量为 而动能的增加量为 均保留 3 位有效数字 重锤质量用 m 表示 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量 原因是 另一位同学根据同一条纸带 同一组数据 也用重锤在 OB 段的运动来验证机械能守恒 不过他数了一下 从打点计时器打下的第一个点 O 数起 图中的 B 是打点计时器打下的第 9 个点 因此他用 vB gt 计算跟 B 点 对应的物体的即时速度 得到动能的增加量为 这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量 原因是 14 某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验 但没有合适的摆球 他找到了一块大小为 3cm 左右 外 形不规则的大理石块代替小球 他设计的实验步骤是 A 将石块用细尼龙线系好 结点为 M 将尼龙线的上端固定于 O 点 B 用刻度尺测量 OM 间尼龙线的长度 L 作为摆长 C 将石块拉开一个大约 30 的角度 然后由静止释放 D 从摆球摆到最高点时开始计时 测出 30 次全振动的总时间 t 由 T t 30 得出周期 E 改变 OM 间尼龙线的长度再做几次实验 记下相应的 L 和 T F 求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使用的数据 带入公式求出重力加速度 g L T g 2 2 你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是 为什么 该同学用 OM 的长作为摆长 这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小 O A B C 9 51 15 7 12 42 O M 4 你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难 15 在做用油膜法估测分子大小的实验中 已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为 n 又用滴管测得 每 N 滴这种酒精油酸的总体积为 V 将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上 在玻璃板上描出油膜的边界线 再把玻璃板放在画有边长为 a 的正方形小格的纸上 如右图 测得油膜占有的小正方形个数为 m 用以上字母表示油酸分子的大小 d 从右图中数得油膜占有的小正方形个数为 m 16 在有些电学实验中要用到零刻度在中央的灵敏电流表 G 而且在使用前往往要求先判定通过该电流表的电 流方向跟指针偏转方向的关系 这种电流表的量程一般都很小 一不小心就可能烧毁电表 如图 现在有一 只这样的灵敏电流表 G 一只干电池 一个阻值很大的电阻 R1和一只阻值很小的电阻 R2 用笔画线作为导线 把以上元器件都连接在 测试电路中 简述测试方法 18 用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器 材实物如图 各器材规格为 待测电阻 RX 约 100 直流毫安表 量程 0 10mA 内阻 50 直流电压表 量程 0 3V 内阻 5k 直流电源 输出电压 3V 内阻可不计 滑动变阻器 0 15 允许最大电流 1A 电键一只 导线若干 根据器材的规格和实验要 求 在下面方框中画出实验电路图 并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路 19 某电压表的内阻在 20 30k 之间 为了测量其内阻 实验室提供下列可用的器材 待测电压表 V 量程 3V 电流表 A1 量程 200 A 电流表 A2 量程 5mA 电流表 A3 量程 0 6A 滑动变阻器 R 最大 阻值 1 k 电源 E 电动势 4V 电键 在所提供的电流表中应选用 为了尽量减小偶然误差 要 求多测几组数据 试在右边方框中画出符合要求的实验电路图 其中电源和电键及其连线已画出 20 在测定金属的电阻率的实验中 金属导线长约 0 8m 直径小于 1mm 电阻在 5 左右 实验主要步骤如下 用 测量金属 导线的长度 测 3 次 求出平均值 L 在金属导线的 3 个不同位 置上用 测量直径 求出平均值 d 用伏安法测量金 属导线的电阻 R 在左边方框中画出实验电路图 并试把右图中所 给的器材连接成测量 R 的合适的线路 图中安培计要求用 0 0 6A 量 U V I m A 1 0 2 0 3 0 1 5 1 0 0 5 O R1 R2 mA 5 程 内阻约 1 伏特计要求用 0 3V 量程 内阻约几 k 电源电动势为 6V 滑动变阻器阻值 0 20 在闭 合电键前 滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置 根据以上测量值 得到该金属电阻率的表达式为 21 用伏安法测电阻的实验中 所用电压表的内阻约为 20k 电流表的内阻约 为 10 滑动变阻器的最大阻值为 20 选用能够尽量减小系统误差的电路进 行实验 所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上 根据各点表 示的数据描出该电阻的伏安特性图线 并由此图线得出该电阻的阻值为 RX 保留 2 位有效数字 在方框中画出实验电路图 将实物连接成实验电路 22 用图示的电路测定未知电阻 RX的值 图中电源电动势未知 电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计 R 为 电阻箱 若要测得 RX的值 R 至少需要取 个不同的数值 若电流表每个分度表示的电流值未知 但指针偏转角度与通过的电流成正比 则在用此电路测 RX时 R 至少需取 个不同的数值 若电源内阻不可忽略 能否应用此电路测量 RX 答 23 有一只电阻 RX 其阻值大约在 40 50 之间 需要进一步测定其阻值 现有的器材有 电池组 E 电动 势 9V 内阻约 0 5 伏特表 V 量程 0 10V 内阻约 20k 毫安表 A1 量程 0 50mA 内阻约 20 毫安表 A2 量程 0 300mA 内阻约 4 滑动变阻器 R1 0 100 额定电流 1A 滑动变阻器 R2 0 1700 额定电流 0 3A 电键一只 导线 若干 有两种可供选择的电路如图 1 和图 2 所示 实验中要求多测几组电流 电压值 为了实验能正常进行并减小系统误差 而且要求滑动变阻器要便于调节 在实验中应选图 所示的 电路 应选代号为 的毫安表和代号为 的滑动变阻器 该实验的系统误差主要是由 引起的 这个因素总是使实验的测量值比真实值偏 若已知所用的毫安表的准确电阻值 则应选用图 所示的电路进行测量 A R RX mA RX E K R mA RX E K R VV 图 1 图 2 E A R1 R2 K2 K1 mA 6 24 欲将量程为 100 A 内阻为 500 的灵敏电流表改装为量程为 1mA 的毫安表 需要给它 联一只 R 的电阻 需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对 校对所用的器材的实物图如下 其中 标准毫安表事先已与一只固定电阻串联 以防烧表 校对过程要求通过毫安表的电流能从 0 连续调到 1mA 请按要求在方框中画出校对电路图 并在所给的实物图上连线 25 电路图中 E 为电源 其电动势为 E R1为滑动变阻器 R2为电阻箱 A 为电流表 用此电路 经以下步骤 可近似测得 A 的内阻 RA 闭合 K1 断开 K2 调节 R1 使电流表读数等于其量程 I0 保持 R1不变 闭合 K2 调节 R2 使电流表读数等于 I0 2 然后读出 R2的值 取 RA R2 按照电路图在右边实物图所给出的实 物图中画出连接导线 真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差 即 试导出它 A A R RR 2 与电源电动势 E 电流表量程 I0及电流表内阻 RA的关系式 若已知 I0 10mA 真实值 RA约为 30 要想 使测量结果的相对误差不大于 5 电源电动势最小应为多少伏 26 把电流表改装为电压表的实验中 分 3 个主要步骤 实验中给出的器材有 电流表 量程 0 100 A 标准伏特表 量程 0 5V 电阻箱 0 9999 电阻箱 0 99999 电源 电动势 2V 有内阻 电 源 电动势 6V 有内阻 滑动变阻器 0 50 额定电流 1 5A 电键两只 导线若干 首先要用半偏法测定电流表的内阻 如果采用图 1 所示的电路测定电流 表 A 的内电阻并且要想得到较高的精确度 那么从以上给出的器材中 可变电 阻 R1应选用 可变电阻 R2应选用 电源 E 应选用 该步 实验操作的步骤有 A 合上 K1 B 合上 K2 C 观察 R1的阻值是否最大 如果不 是 将 R1的阻值调至最大 D 调节 R1的阻值 使电流表指针偏转 到满刻度 E 调节 R2的阻值 使电流表指针偏转到满刻度的一半 F 记下 R2的阻值 把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写 在下面横线上空白处 如果 在步骤 F 中所得的 R2的阻值为 600 则图 1 中被测电流表的内 阻 Rg的测量值为 如果要将图 1 中的电流表 A 改装为量程为 0 5V 的伏特表 则改装的方法是给电流表 联一个阻值为 的电阻 在用以上步骤将电流表改装成伏特表后 下列说法中正确的是 A R2 R1 K2 K1 E 图 1 A mA 图 2 7 A 由于电流表内阻的测量值比其真实值小 这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时 其读 数比伏特表两端的实际电压小 B 由于电流表内阻的测量值比其真实值小 这一因素使得用上述步骤改 装成的伏特表测定电压时 其读数比伏特表两端的实际电压大 C 由于电流表内阻的测量值比其真实值大 这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时 其读数比伏特表两端的实际电压小 D 由于电流表 内阻的测量值比其真实值大 这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时 其读数比伏特表两端的 实际电压大 图 2 所示器材中 一部分是将电流表改装为伏特表所需的 其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特 表进行校对所需的 在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图 要求对 0 5V 的所有刻度都能在实验 中进行校对 然后在图 2 上画出连线 将所示器材按以上要求连接成实验电路 27 在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中 所用的电流表和 电压表的内阻分别为 0 1 和 1k 右边为实验原理图 下边为所需器材实物 图 试按原理图在实物图中画线连接成实验电路 一位同学记录的 6 组数据如下 试根据这些数据在下 图中画出 U I 图线 根据图线读出电池的电动势 E V 根 据图线求出电池的内电阻 r I A 0 120 200 310 320 500 57 U V 1 371 321 241 181 101 05 变阻器 安培表 伏特表 电 池电 键 U V I A 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 1 00 1 10 1 20 1 30 1 40 1 50 I A U V 0 20 40 60 80 100 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 图 2 A V V A 8 29 如图电路中 R1 R2 100 是阻值不随温度而变的定值电阻 白炽灯泡 L 的伏安特性曲线如右边 I U 图线 所示 电源电动势 E 100V 内阻不计 求 当电键 K 断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的 实际电功率 当电键闭合时 灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率 30 右图是示波器面板 左上图是一个信号源 若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形的应将信号源 的 a 端与示波器面板上的 接线柱相连 b 端 接线柱相连 若示波器显示的输入波形如左 下图所示 要将波形上移 应调节面板上的 旋钮 要使此波形横向展宽 应调节 旋钮 要使屏上能够显示 3 个完整的波形 应调节 旋钮 实验练习题答案 1 0 56 9 8 0 0203 1 095 1 180 2 2 17 10 8 0 81 0 16 3 电流 3 2mA 电压 16 0V 电阻 3 4 103 该用 1k 倍率 重新调零 将红 黑表笔分别接被测电阻两根引线 从表盘读数乘以倍率 OFF 交流电压最高挡 红 正 4 10 5 10 3 3 319 0 5042 0 011630 5 487 5 内测量爪 外测量爪 深度尺 b c b a 平行 45 D2H d2h 4 6 测砧 测微螺杆 固定刻度 可动刻度 旋 钮 微调旋钮 保护仪器 保证测量结果准确 0 5 0 01 7 757 5 1