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首页高考知识点物理知识点18.实验与探究I基本仪器的原理和使用

高考物理知识点

基本仪器的原理和使用

绩优堂高考知识点基本仪器的原理和使用

考点

基本仪器的原理和使用实验的基本知识以打点计时器应用为中心的力学实验以橡皮条和弹簧类为中心的力学实验以测电阻为核心的电学实验以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

共计32道相关试题精选知识点题

【正确答案】
Ⅲ(1)

(2) 如图所示

(3)     

【解题思路】

III.(1)用拟合法连接图乙中的点,80Ω对应的数据点偏离所连接直线较远,为无效数据点,应舍去;(2)连线时使尽可能多的数据点在图象上,不在图象上的点均匀分布在图象的两侧,偏差太大的点舍去;(3)由闭合电路的欧姆定律可得 ,由图象可得图线的斜率为

,结合数学知识可得 ,代入数据可解得

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
Ⅱ(1)       

(2)如图所示

【解题思路】

II.(1)螺旋测微器需要估读,甲图读数为 ,合金丝直径为 (2)由电路图可得,滑动变阻器为分压式接法,电流表外接,实物连接图如答图甲.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)  (2分,代入  和  的数值,结果正确的同样给分)

(2)49.5  (2分,答案为49.4或49.6均同样给分)

49.0  (2分,答案为48.9或49.1均同样给分)

【命题立意】

本题考查电流表的改装问题

【解题思路】

(1)电流表改装中,根据并联电路的规律知,分流电阻所通过的电流为(    ),由欧姆定律得  .(2)由图乙知电流表读数  ,  分流  ,其中  .  代人数据得  .

【试题延伸】

改装电表,首先要了解电流表表头的三个基本参量,  把小量程的电流表改装成大量程的电流表,关键是明确电流表的改装原理,根据并联分流的特点是电压相同,小量程的电流表仍是满偏,进而求出分流电阻.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)连线如图所示(2分)

(2)电流   电压 (2分,每空1分)

(3)黑. (1分)

(4)        (2分,每空1分)

【命题立意】

本题考查电流表的改装.难度较小.

【解题思路】

(1)由电路图可画出实物连线如答图所示;(2)S闭合时,电流表并联上分流电阻,是电流表,测量电流;S断开时,电流表串联上分压电阻,是电压表,测量电压;(3)多用电表作电流表时,应使电流“红进黑出”,因此, 应是黑表笔.(4)由 ,代入数据解得

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)

(2)

(3)

(4)系统误差

【命题立意】

本题考查的是测量动摩擦因数实验.难度中等.

【解题思路】

(1)游标卡尺读数为  .(2)由题意得 ,联立解得 .(3)由 ,联立解得 .(4)如果细线没有调整到水平,引起的误差不可能由多次实验求平均值来减小,属于系统误差.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案    (Ⅱ)如图所示

(1)             (2)

【答案详解】

解析    由图象可知,纵轴截距为电源电动势 ,该直线斜率表示电源内阻 ,由交点 可知,灯泡两端电压为 ,电流为 ,所以滑动变阻器连入电路的阻值为

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)   (2)如图所示

【答案详解】

解析    (1)在图甲中,根据闭合电路欧姆定律有: ,得   ,再结合图乙得 ,联立解得  

(2)现要使整个电路中电阻条上消耗功率最大,则知此时有 ,又知每根电阻条电阻为 ,且要求电阻条数最少,则可把 根电阻条并联(总电阻值为 ),然后再串联一根电阻条,如答案图所示。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较大,为了提高实验的精确度,需要测量电压表的内阻。实验中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表,该同学便充分利用这块电压表,设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表的内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。他用到的实验器材有:

待测水果电池组(电动势约 ,内阻约  )、双向电压表(量程为 ,内阻约为  )、电阻箱(   )、滑动变阻器(   ),一个单刀双掷开关及若干导线。

(1)该同学按如图所示电路图连线后,首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤;

①将 的滑动触片滑至最左端,将 拨向 位置,将电阻箱阻值调为

②调节 的滑动触片,使电压表示数达到满偏;

③保持_______不变,调节 ,使电压表的示数达到_____________________;

④读出电阻箱的阻值,记为 ,则电压表的内阻  _______。

(2)若测得电压表内阻为 ,可分析此测量值应_______真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)

(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:

①将开关 拨至_______ (填“ ”或“ ”)位置,将 的滑动触片移到最_______端,不再移动;

②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一个合适值,记录下电压表的示数和电阻箱的阻值;

③重复第二步,记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。

(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 ,作出 图象,则可消除系统误差,如图所示,其中截距为 ,斜率为 ,则电动势的表达式为   ________,内阻的表达式为_________________________________。

【正确答案】
答案     (1)③    半偏(或最大值的一半)  ④

(2)大于       (3)①  左      (4)   

【答案详解】

解析    (1)由题图可知,当 拨向 位置,滑动变阻器 在电路中为分压式接法,利用电压表的半偏法得:调节 使电压表满偏,保持 不变, 与电压表串联,调节 使电压表的示数达到半偏(或最大值的一半),电压表的内阻 与电阻箱示数 相同。(2)由闭合电路欧姆定律可知,调节 变大使电压表达到半偏的过程中,总电阻值变大,干路总电流变小,由 得: 变大,由电路知: ,变阻器的滑动触片右侧电压 变小,则 变大,电压表半偏时, 上的电压就会大于电压表上的电压,那么 的阻值就会大于电压表的阻值。(3)测电源的电动势和内阻,利用伏阻法, 拨到 ,同时将 的滑动触片移到最左侧。利用 ,联合求 。(4)由欧姆定律得 ,变形得 ,得

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)  (2)      (3)如图所示

【答案详解】

解析    (1)由题结合 图象,当开关 时,电阻箱的数据就相当于 ,此时电压表示数为 ,在图线上找到对应此电压的点所对的横坐标,则

(2)在图象上找两点:( )、( ),由闭合电路欧姆定律得: ,解得

(3)实物连接图见答案。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)a.换用 倍率的档位   c.

(2)电路图见解析

【答案详解】

解析    (1)由题选择 倍率的电阻挡,正确操作时,发现多用电表的指针偏转角度太大,由多用电表的电阻刻度特点可知,为了使读数准确,指针要摆到表盘中央附近,则要把 倍率挡换成 倍率挡。由欧姆表盘的读数规则可知测量结果为  

(2)已知电源电动势 ,而电压表 的量程为 ,相比较可得知,此电压表不可选,误差太大;由电源电动势 ,被测阻值约 ,可知:通过 的最大电流约为 ;此题要用伏安法测电阻,测量中表的指针要有较大角度偏转误差才会较小,同时知 的量程和内电阻,可将定值电阻 串联改装成一电压表测 两端的电压;滑动变阻器 比被测电阻 小得多,则采取分压式接法,则电路图如图所示:

由电路图可知, 两端电压

中的电流

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【正确答案】
答案 (1)   (2)
【答案详解】

解析    (1)游标卡尺示数为

(2)小球在 点动能 点动能 ,动能增加量: ,小球由 重力势能减少量 ,在误差允许范围内,若满足 ,即 ,就可以验证机械能守恒。

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【正确答案】
0.010;6.870;6.860
【命题立意】

本题考查的是螺旋测微器的读数,主要考查考生的仪器使用能力,难度较小.

【解题思路】

图甲中螺旋测微器的读数为 ;在图乙中,主尺读数为 ,可动刻度读数为 ,所以图乙中螺旋测微器的读数为 ;所以,所测金属板厚度为

【易错点】

螺旋测微器精确到 ,读数时一定要估读一位,而游标卡尺在读数时不用估读.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
(18分)(1)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径.某次测量的示数如图15中(a)和 (b)所示,长度为_____cm,直径为_____mm.

②按图15(c)连接电路后,实验操作如下:

(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处(填“大”或“小”)处;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;

(b)将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;

③由此可知,圆柱体的电阻为_____Ω.

(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.

①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______(填“水平”或“竖直”)方向.

②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加 10g 砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:

表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______.由表可知所用刻度尺的最小长度为______.

③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________(填“ ”或“ ”) 的差值.

④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2).

【正确答案】
(1)①5.01    5.310~5.320       ②(a)大   (b)大     ③1280

(2)①竖直     ②静止                  ③         ④4.9  10

【命题立意】

(1)本题考查的是游标卡尺和螺旋测微器的读数及等效法测电阻.难度中等.

(2)本题考查的是探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系.难度中等.

【解题思路】

(1)①物体的长度为 ;物体的直径为 .②(a)为了保护电流表,防止超过量程,开始 的阻值应调至最大处;(b)同样的道理,开始电阻箱 的阻值也调至最大.③因为电流表示数均为 ,则圆柱体的电阻与电阻箱的电阻相等,即1 280 

(2)①为了使弹簧弹力等于砝码重力和读数准确,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向.②弹簧悬挂后,等弹簧静止时,长度记为 ;以 为单位,记录数据除了 外,其余数据小数点后面都是两位,因此记录不规范的是 ;刻度尺读数要估读一位,因此精确位是小数点后面第一位,即刻度尺的最小分度为 .③由图可知质量每次增加 ,因此横轴是弹簧长度与弹簧原长 的差值.④由 解得

 ;砝码盘的质量为

 .

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
(18分)

     (1)半径为 的水平圆盘绕过圆心 的竖直轴匀速转动, 为圆盘边缘上一点。在 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度 水平抛出时,半径 方向恰好与 的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在 点,重力加速度为 ,则小球抛出时距  的高度               ,    圆盘转动的角速度大小                 

     (2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕    过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做 功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。

    ①若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些                

    ②实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个                (填字母代号)。

A.避免小车在运动过程中发生抖动

B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰

C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动

D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

③平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:                                   

④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的                (填字母代号)。

A.在接通电源的同时释放了小车

B.小车释放时离打点计时器太近

C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力

(3)现要测量一个未知电阻 的阻值,除 外可用的器材有:

多用电表(仅可使用欧姆挡);

一个电池组 (电动势6  );

一个滑动变阻器 ,额定电流1  );

两个相同的电流表 (内阻 ,满偏电流 );

两个标准电阻( );

一个电键 、导线若干。

①为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“ ”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是                       (填字母代号)。

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆

B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆

C.如需进一步测量可换“ ”挡,调零后测量

D.如需进一步测量可换“ ”挡,调零后测量

②根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

【正确答案】
(1)          (2)①刻度尺、天平(包括砝码)     ②D

③可在小车上加适量的砝码(或钩码)        ④CD

(3)①AC

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)B   0.410    (2)7、9  断路  (3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值,用图像法求电阻值)
创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂

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