高二物理实验题试题 - 困难题

国标（GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：

电源（电动势约为3 V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3 V，内阻很大）；

电压表V2（量程为3 V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4 kΩ）；

定值电阻R2（阻值2 kΩ）；电阻箱R（最大阻值9 999 Ω）；

单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F．断开S，整理好器材。

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝_______mm；

（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝_______（用R1、R2、R表示）；

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝_______Ω·m（保留两位有效数字）；

（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

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多用表是由电流表改装的，现测定一个量程为0~5mA 的电流表G的内阻r= 100.0Ω , 用它改装成如图的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的档位。电流表的两个档位中，大量程是小量程的10倍。

(1)当转换开关S旋到位置_______时，是电流档，且旋到位置_______的量程较大：当转换开关S旋到位置_____时，是电压档，且旋到位置______的量程较大；

(2)A、B两表笔中，______为红表笔；

(3)图中的电源Eˊ的电动势为9.0V ，当把转换开关S旋到位置4，在AB之间接900Ω电阻时，表头G刚好半偏。己知之前己经进行了必要的、正确的操作。则 R1＝____Ω，R2＝____Ω。

(4)转换开关S 旋到位置 1 时，量程是____________________。

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用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图Ⅰ所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；

③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线，

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______；

（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_____．

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一电流表的量程标称不准确，某同学利用如图所示电路测量该电流表的实际量程所用器材有：量程不准的电流表A1，内阻，量程标称为；标准电流表A2，内阻，量程；标准电阻，阻值；滑动变阻器R，总电阻为；电源E，电动势，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。

回答下列问题：

（1）在图甲所示的实物图上画出连线。（_______）

（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑片c应滑动至______端。

（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的示数为，则 A1的量程______。

（4）若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图乙所示，从图中读出A1的示数______， A2的示数______；由读出的数据计算得______。保留三位有效数字

（5）写出一条提高测量准确度的建议：______。

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卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是：做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角，现记录实验数据如下：

（1）利用上表实验数据,可以采取__________________法,分别研究扭转角与，与，与R的关系,进而得出与的关系是___________________________

（2）用上述材料做成一个长为，半径为的圆柱体，在下端面固定,上端面受到的扭转力矩作用下，上端面将转过的角度是_____________________.

（3）若定义扭转系数则K与R、L的关系是_______________

（4）根据上述结果，为提高实验的灵敏度，卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_____________(选填“长”或“短”）一点、截面__________________一点（选填“粗”或“细”）的石英丝。

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（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺旋测微器．螺旋测微器的精确度为_________mm，用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为_________mm．

（2）如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率．用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ=___________．

（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，选用了如下实验器材：

A．直流电源：电动势约4．5 V，内阻不计；

B．电流表A：量程0～0．6 A，内阻约0．125Ω；

C．电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ；

D．滑动变阻器R：最大阻值10Ω；

E．开关、导线等．

在以下可供选择的实验电路中，应该选图____（填“甲”或“乙”），选择的接法为____接法（填“内”或“外”），此接法测得的电阻值将___________（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值．

（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线___________．在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在_________（填“最左”或“最右”）端．

（5）根据所选量程，某次实验两电表的示数如图，则读数分别为_________V和_________A．

（6）若某次实验测得接入电路金属丝的长度为0．810m，算出金属丝的横截面积为0．81×10-6m2，根据伏安法测出电阻丝的电阻为4．1Ω，则这种金属材料的电阻率为__________（保留二位有效数字）．

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要测绘一个标有“3V 0．6W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：

直流电源（电压为4V）；

电流表（量程为0—0．6A．内阻约0．2Ω）；

电压表（量程为0--3V）；

电键一个、导线若干．

①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_______（填字母代号）．

A．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）

B．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0．3A）

②（1）为了设计合理的实验方案，某同学用多用电表来粗略测量电压表的内阻，表盘读数及开关选择档位，如下图所示，则其阻值约为______________；测量时多用电表的红表笔应接电压表的___________（填正或者负）接线柱．

（2）选出既满足实验要求，又要减小误差的实验电路图________．

下图为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连接．（电路中仅缺少2条导线，请用笔代替导线连上）_____

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某实验小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验仪器如下：

A.小灯泡（额定电压为3V，额定功率为1. 5W））

B.电流表（满偏电流为10mA，内阻r1=100）

C.电流表（量程为0. 6A，内阻r2=0. 5）；

D.滑动变阻器（0～20，额定电流为2A）

E.滑动变阻器（0～1000，额定电流为0. 5A）

F.定值电阻（5）

G.定值电阻（200）

H.电源（3V、内阻可忽略）

I.开关、导线若干.

（1）由于所给的仪器中没有电压表，需要把以上电流表_________进行适当的改装，将其与定值电阻_________串联改装成3V的电压表. （均填仪器前的字母序号）

（2）要使小灯泡两端电压从零开始变化，则滑动变阻器应选_________. （填仪器前的字母序号）

（3）按实验要求完成方框内实验电路图______

（4）若实验描绘出该灯的伏安特性曲线如图，将该小灯泡直接接到一电动势为3V、内阻为5的电源两端，则该小灯泡消耗的电功率为_________W.（结果保留两位有效数字）

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某实验小组欲自制欧姆表测量一个电阻的阻值，实验提供的器材如下：

A.待测电阻Rx(约200Ω)；

B.电源(电动势E约1.4V，内阻r约10Ω)；

C.灵敏电流计G(量程1mA，内阻Rg=200Ω)；

D.电阻R1=50Ω；

E.电阻R2=200Ω；

F.滑动变阻器R3(阻值范围为0~50Ω)；

G.滑动变阻器R4(阻值范围为0~500Ω)；

H.开关，导线若干。

(1)由于电源电动势未知，该实验小组经过分析后，设计了如图(a)所示的电路测量。部分步骤如下：先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R，使灵敏电流计读数I1接近满偏；保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S2，读出此时灵敏电流计的示数I2。

①根据实验要求，定值电阻a应选___________；滑动变阻器R应选___________。(选填器材前的标号)

②若实验中I1=0.90mA，I2=0.54mA，则电源电动势为___________V。

(2)测出电动势后，该小组成员在图(a)的基础上，去掉两开关，增加两支表笔M、N，其余器材不变，改装成一个欧姆表，如图(b)所示，则表笔M为___________(选填“红表笔”或“黑表笔”)。用改装后的欧姆表测量待测电阻Rx阻值，正确操作后，灵敏电流计读数如图(c)所示，则待测电阻R的阻值为___________Ω。

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如图所示是欧姆表的原理图，灵敏电流表的满偏电流为，干电池的电动势为1.5V．

（1）把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表的电阻刻度值填在下表中______．

（2）这个欧姆表的内阻是__________，表针偏转到满偏刻度的处时，待测电阻值为_______．

（3）若欧姆表内的电池用久了，电动势降为1.4V，欧姆表的内阻变为_________，若此时测某电阻，电表指针恰好指在中央位置，则的实际值为________，比从原表盘上读出的阻值要偏________（填“大”或“小”）．

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