中学生物理实验技能竞赛试题(初中组)案例

1、中学生物理实验技能竞赛试题（初中组）案例目 录实验题目：伏安法测电阻. 1实验题目：测定小灯泡的功率. 7实验题目：研究黑盒子中电阻的连接方式. 12实验题目：磁电式直流电表的改装. 17实验题目：测量直流稳压电源的电动势和内阻. 22实验题目：分压电路的研究. 28实验题目：测量铜块和石蜡的密度. 34实验题目：测量匀变速直线运动的加速度. 39            中学物理实验技能竞赛试题（初中组） 实验题目：伏安法测电阻实验器材：1电池组（由1.5伏的两节干

2、电池组成）1个2电流表（量程：1A）1只3电压表（量程：3V）1只4滑动变阻器（1000，0.5A）1只5单刀开关1个6待测电阻1个7导线若干实验要求：用伏安法测量待测电阻的阻值，要求进行多次测量注意事项：1、每测量一组数据完毕，应将单刀开关断开。2按答题纸的要求答题。       中学物理实验技能竞赛试题（初中组）实验题目：伏安法测电阻（答题纸）一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）       二、简要写出实验步骤（10分） &#

3、160;     三、列表记录测量数据（15分）           四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）         五、回答思考题（10分）1你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（5分）    2在用伏安法测待测电阻Rx的实验中，若电源电压为3伏，Rx的值约为3欧姆。滑动变阻器有两

4、只（规格分别是“0.2A，50”和“1A，20”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只？（5分）   参考答案一、简述实验原理，画出设计的实验电路图。（20分）1根据欧姆定律 ，可变形得 ，因而只要用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压 和通过它的电流 ，就可以计算出电阻值R。这种测定电阻的方法叫伏安法。（10分）2（10分）  二、简要写出实验步骤（10分）1根据设计的电路图连接电路；2将滑动变阻器滑片移到使阻值最大点，检查无误后闭合开关；3移动滑动变阻器的滑片，以改变待测电阻两端的电压，测量对应的电流值，测量三次，记录两电表三次对应的读数；4

5、断开开关，整理仪器；5根据实验数据分别求出三次实验对应的电阻值，并计算出它们的平均值。 三、列表记录测量数据（15分）测量次数电压表的读数（V）电流表的读数（mA）10.404021.2012232.42250      四、绘出 图，求出待测电阻的阻值（15分）1绘 图（7分） 2求待测电阻的阻值可采用两种方法（8分）（1）由 图的斜率求出在曲线上选取两点A（101mA，1.00V），B（153mA，1.50V），则斜率为 所以，待测电阻的阻值约为 。（2）由表格中的测量数据求出，由 ，得 &

6、#160;   所以，五、回答思考题（10分）1你所设计的实验电路中，滑动变阻器所起的作用是什么？（5分）一是对电路起保护作用（限制电流过大）；二是改变被测电阻两端的电压和通过的电阻的电流（可以获得多组数据，求平均值）。 2在用伏安法测待测电阻Rx的实验中，若电源电压为3伏，Rx的值约为3欧姆。滑动变阻器有两只（规格分别是“0.2A，50”和“1A，20”），测量时，滑动变阻器应该选择哪一只，为什么？（5分）应该选择规格是“1A，20”的滑动变阻器；因为当滑动变阻器的阻值无限小的时候，电路中的电流约为3伏/3欧=1安，如果选择规格是“0.2A，50”的滑动变阻器，

7、它将被烧毁。           中学物理实验技能竞赛试题（初中组） 实验题目：测定小灯泡的功率实验器材：1直流稳压电源（量程：10V）1个2电压表（量程：3V、15V两档）1只3电流表（量程：0.6A、3A两档）1只4滑动变阻器（10，1.5A）1只5滑动变阻器（20，1A）1只6单刀开关1个7待测小灯泡（2.5V，0.3A）1个8导线若干实验要求：设计测量电路图，测定小灯泡的额定功率注意事项：1按答题纸的要求答题；2电源电压最大不得超过6V；3注意保护小灯泡，谨防烧毁。&

8、#160;    中学物理实验技能竞赛试题（初中组）实验题目：测定小灯泡的功率（答题纸）一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）     二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）     三、调节电源电压为6V，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）         &

9、#160;四、思考题（20分）1在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）     2在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）      

10、  参考答案一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）1测量电路图（15分） 2测定小灯泡功率的实验原理：伏安法测定小灯泡功率的原理是利用电压表测电压，利用电流表测电流，利用公式P=UI计算功率，在额定电压下测出的功率就是额定功率。（5分）二、说明电压表和电流表量程以及滑动变阻器规格选择的理由。（10分）1因为待测小灯泡的额定电压和额定电流分别为2.5V、0.3A，所以电压表量程选择3V这一档，电流表量程选择0.6A这一档。2答：若电源电压为6V，当滑动变阻器的滑片调节到阻值最大的一端时，两种滑动变阻器的最大电阻值为10和20，电路对应的最小电流值为别为：

11、（1） （2） ，由于小灯泡的额定电流值为0.3A，为保护小灯泡不受烧毁，应选择“20，1A”这种规格的滑动变阻器。三、调节电源电压为6V，若电流表的示数达到小灯泡的额定电流值时小灯泡正常发光，计算小灯泡的额定功率和此时的实际功率。（20分）1额定功率：2.实际功率：小灯泡的额定电流值为0.30A，调节滑动变阻器使电流表的示数达到0.3A时，电压表的示数为2.00V，所以实际功率为  四、思考题（30分）1在本实验中，某同学连接电路完毕后发现开关没有闭合时小灯泡已发光，而电压表和电流表的示数情况正常，开关闭合后小灯泡反而熄灭，电压表的示数减小为零，电流表的示数变大，但没有超

12、过量程，造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）（1）原因：该同学将开关错接在小灯泡两端。（2）电路图 2在本实验中，某同学连接电路完毕并闭合开关，当调节滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡变亮时电压表的示数减小，小灯泡变暗时电压表的示数增大（器材是完好的），造成这种现象的原因是什么？画出相应的电路图。（10分）（1）原因：该同学将电压表错接在滑动变阻器的两端。（2）电路图  中学物理实验技能竞赛试题（初中组） 实验题目：研究黑盒子中电阻的连接方式实验器材：1直流稳压电源（量程：10V）1个2电流表（量程：0.6A、3A两档）1只3单刀开关1个4

13、导线若干实验要求：画出黑盒子中电阻的连接方式注意事项：1按答题纸的要求答题；2电源电压连续可调。          中学物理实验技能竞赛试题（初中组）实验题目：研究黑盒子中电阻的连接方式（答题纸）一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分）  二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的

14、连接方式。（20分）     三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）     四、思考题（10分）下图是一只直流电压表，量程有3V和15V两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。                  

15、              参考答案一、如果黑盒子内有两个相同的电阻组成的简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出的三个接线柱，已查明任意两个接线柱之间都有一定的电阻，画出盒内可能存在的三种电路。（20分） 二、为进一步探究盒内电路结构和电阻值，请使用提供的实验器材检测电路，写出检测过程与现象，并画出黑盒子内电阻正确的连接方式。（20分） 图一        

16、         图二假如黑盒子中电阻连接方式如上图一，那么，将直流稳压电源调节到6V，与电流表、单刀开关串联接成图二的测量电路。（1）将A、B分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；（2）将A、C分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数；（3）将B、C分别接到图二的1、2端，记录电流表的示数。由 可判断出黑盒子中的电阻连接方式及阻值。三、若给你一根导线，要求进一步验证你的推断，你还可以利用试探电路进行哪些测量？写出可能的测量结果。（20分）可将导线将A、B、C三个接线柱任意两端短接，再用图二的测量电路测量第三端

17、与短接端的电流，即可判断电阻的连接方式及阻值。  四、思考题（10分）1下图是一只直流电压表，量程有3V和15V两档，假如把它当成黑盒子，请画出直流电压表内部电路图，并标出元件的主要参数。 （1）量程为 时，由 ，可求得（2）量程为 时，由 ，可求得              中学物理实验技能竞赛试题（初中组） 实验题目：磁电式直流电表的改装实验器材：1待改装的磁电式电表的表头（量程：50A）1只、2电阻箱（0999

18、99.9）1只3电阻箱（09999.9）1只4滑动变阻器（1000，0.5A）1个5标准直流电压表（量程：3V）1只6直流稳压电源（量程：10V）1台7单刀开关2个实验要求：将量程为50A的表头改装为量程为2V的直流电压表注意事项：1、直流稳压电源电动势可调范围约为1.5V?10V。2按答题纸的要求答题。       中学物理实验技能竞赛试题（初中组）实验题目：磁电式直流电表的改装（答题纸）一、用半偏法测量表头的内阻。（20分）1、画出实验电路图（10分）    2、写出实验步骤，记录

19、表头内阻的测量值（10分）    二、将量程为50A的表头改装为量程为2V的直流电压表（45分）1、实验原理（15分）         2、画出校准直流电压表的实验电路（10分）        3、数据记录及处理（10分）         4、对改装后的电表进行校准，画出校准曲线（10分） 

20、;          三、思考题（5分）校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？         参考答案一、用半偏法测量表头的内阻。（20分）1、画出实验电路图（10分） 2、写出实验步骤，记录表头内阻的测量值（10分）（1）先断开天关K2，将电阻箱R2（099999.9）阻值调至最大，并调节滑动变阻器触头到a端；（2）接通开关K

21、1，调节滑动变阻器触头使表头满偏；（3）再接通开关K2，使电阻箱R0(09999.9)与表头并联，并调节电阻箱的阻值，直到表头示值为满量程的1/2，因为R2>>Rg,故可认为R0Rg；（4）记录表头内阻的测量值Rg。（该表头的内阻约为2650，在范围为25002800均给分）二、将量程为50A的表头改装为量程为2V的直流电压表（45分）1、实验原理（15分）(1)原理图(7分) (2)公式推导(8分)由上图可知, ，所以 将 代入上式，可得 （此值随表头内阻的测量值而改变） 2、画出校准直流电压表的实验电路（10分） 3、数据记录及处理（10

22、分） U(改装)(V)00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00U(标准)(V)00.190.390.590.790.991.201.401.601.802.00U= U(标准)-U(改装) (V)0-0.01-0.01-0.01-0.01-0.0100000  4、对改装后的电表进行校准，在计算纸上画出校准曲线（10分） 三、思考题（5分）校正电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低，其原因是什么？应如何调节才能达到标准表的数值？答:这是因为串联分压的电阻阻值与理论值相比偏大，导致该支路的

23、电流减小，因而改装表的读数相对于标准表的读数都偏低。应将串联分压的电阻阻值调小。 中学物理实验技能竞赛试题 实验题目：测量直流稳压电源的电动势和内阻实验器材：1直流稳压电源（量程：10V连续可调）1个2电压表（量程：3V）1只3电流表（量程：0.5A）1只4滑动变阻器（50，1.5A）1只5电阻箱（0-99999.9）一个6单刀开关1个7定值电阻（2.40）1个8导线若干实验要求：设计测量电路图，利用作图法求出电源的电动势和内阻注意事项：1按答题纸的要求答题；2直流稳压电源电压已调节好，考生不得另行调节，仅需从正负极输出端接线即可；3定值电阻（2.40）可用于辅助测量；4测

24、量数据不得少于6组。   中学物理实验技能竞赛试题实验题目：测量直流稳压电源的电动势和内阻（答题纸）一、画出设计的测量电路图。（15分）      二、说明电路图的测量原理。（10分）       三、列表记录测量数据（10分）      四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）       &

25、#160;五、分析实验结果产生误差的原因。（5分）    六、思考题（10分）1本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？（5分）  2本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？（5分）   参考答案一、画出设计的测量电路图。（15分） 二、说明电路图的测量原理。（10分）答：采用伏安法进行测量，在闭合电路中，根据全电路欧姆定律，有   （1）其中 表示电源的电动势， 表示电路的路端电压， 表示闭合电路中的电流， 表示电源的内阻。由（1）式可变为 

26、（2）改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，绘出 图象。图象在 轴上的截距即为电源的电动势 ，直线的斜率即为内阻 的负值。由于直流稳压电源的内阻较小，约为0.3，在改变外电阻 时路端电压 变化不明显，为了测量方便，将定值电阻 与电源正极串联，此时可将   （3）视为电源新的内阻，待测量出结果后，再由 求出 。三、列表记录测量数据（10分） 0.400.500.600.700.800.901.001.10 0.3100.2760.2380.2030.1640.1300.0950.060    四、利用作图法求出直

27、流稳压电源的电动势和内阻（20分） 1电源电动势：由上图可知， 图象是一条直线，在 轴上的截距为 ，即电源的电动势 ；2电源的内阻：在直线上任取两点 ， ，则直线的斜率的绝对值为：，故五、分析实验结果产生误差的原因。（5分）1电压表、电流表的读数不准确；2滑动变阻器的阻值变化不连续，导致引起调节电压或电流的精度不高，易引起读数误差；3电压表、电流表的系统误差；4定值电阻有误差；5由作图法描点不准确引起误差。六、思考题（10分）1本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？滑动变阻器采用限流接法，其作用是改变外阻值以改变电路中的电流。2本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量

28、方法？答：除了采用伏安法外，还有（1）安阻法 ：由（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 和 值，作出 - 图象。图象在 轴上的截距即为电源的内阻，直线的斜率即电源的电动势 。用安培表和电阻箱。 （2）伏阻法：（1）式可变为 ，或 ，改变电路的外电阻 ，测出一系列的 值，作出 图象。图象在 轴上的截距的倒数即为电源电动势，直线的斜率与截距的倒数乘积即为电源的内阻。用伏特表和电阻箱。               

29、0; 中学物理实验技能竞赛试题 实验题目：分压电路的研究实验仪器：电压表1只、滑线变阻器（300）、电阻箱RX、直流电源（E=2.0V）、单刀开关1个、导线若干根。实验要求：1画出分压电路图。2测量并画出负载电阻RL=3000和RL=30时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y与和K(X)的关系图）。3按答题纸要求答题。提  示：分压比Y为负载电路上的电压UL与电源电压E之比，即Y=UL/E；为负载电阻与变阻器全电阻之比，即=RL/RO；K(X)为滑线变阻器上的电阻比，即K(X)= RAC/RAB=RX/RO， X为从滑线变阻器的接头C到接线端A的几何长度与全长AB

30、的比值。          中学物理实验技能竞赛试题实验题目：分压电路的研究（答题纸）一、画出分压电路图。（10分）    二、测量负载电阻RL=3000和RL=30时的Y、K(X)。（30分）1、RL=3000, =RL/RO=3000/300=10时      次数测量量12345Y=UL/E     K(X)=RX/RO  

31、0;  2、RL=30, =RL/RO=30/300=0.1时            次数测量量12345Y=UL/E     K(X)=RX/RO     三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000和RL=30时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。  &#

32、160;  四、对实验结果进行理论分析。（10分）                    参考答案一、画出分压电路图（10分）  二、测量负载电阻RL=3000和RL=30时的Y、K(X)。（30分）1、RL=3000, =RL/RO=3000/300=10时      次数测量量12345678910Y=U

33、L/E0.100.200.300.400.500.600.700.800.90 K(X)=RX/RO0.140.250.340.430.540.630.720.800.91 2、RL=30, =RL/RO=30/300=0.1时            次数测量量12345678910Y=UL/E0.050.100.200.300.400.500.600.70  K(X)=RX/RO0.110.350.640.780.840.900.930.95&

34、#160; 三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000和RL=30时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y与K(X)的关系图）。（20分）请把曲线图画在提供的坐标纸上，并写上实验编号，贴在答题纸上。   关系图见第3页  四、对实验结果进行理论分析。（10分）1、当=10时，图线是直线，电压UL在0-E整个区间内均匀变化，这时滑线变阻器阻值RO小于负载电阻RL。理论分析：从分压电路可知当 时，          （1）有   &

35、#160;             （2）从（1）、（2）两式可知，当取 时，在整个调节范围内负载电阻上电压UL随滑线变阻器上的分压电阻RAC成线性变化，而且调节的粗细程度处处相同，即均匀调节。2、从实验结果看，当=0.1时，图线是非线性的，在K(X)较小时曲线较平坦，UL增长缓慢，可以进行精细调节，在K(X)较大时，曲线较陡，UL变化大，难以调节。理论分析：当 时，        （3）有  &

36、#160;           （4）从（3）、（4）两式可知，整个调节范围内负载电表上的电压UL是非线性变化的。它不仅与滑线变阻器上的改变量 有关，还与负载电阻上的电压UL有关。由此可见，RO越小，分压越均匀，但对一定的RL和E，RO越小，流经变阻器的电流越大，即电源消耗的功率越大，显然不经济，因此在选择变阻器时，需权衡考虑。             中学物理实验技

37、能竞赛试题（初中组） 实验题目：测量铜块和石蜡的密度实验器材：1物理天平（含砝码）)1架2烧杯1个3细线4铜块1块5石蜡1段6蒸馏水（密度为 0=1克/厘米3）实验要求：1、写出测量公式和测量方法。2、测出铜块的密度。3、测出石蜡的密度。4、每个物理量测三次，列表记录测量数据，求出实验结果。说    明：1、细线的质量不计。2、实验操作、实验报告共50分钟。            中学物理实验技能竞赛试题（初中组）（答题纸）一、简述实验

38、原理：              二、简述实验步骤：          三、数据记录及处理：                      &#

39、160;     参考答案一、简述实验原理：根据阿基米德定律：浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的同体积液体的重力。如果不计空气浮力，物体在空气中时重 ，全部浸人水中时重 ，其所受浮力为 ，应等于同体积水的重力 ，由此可得 ，所以：                         

40、0; （1）其中 、 分别为在空气和水中用天平测量的质量。若甲物体的密度大于水的密度，乙物体的密度小于水的密度，乙物体在空气中受到的重力 ，测出甲、乙两物体用细线捆在一起浸没在水中的视重 （如图所示）。设    ，则               （3）        （4）则：  ，    

41、0;            （5）二、简述实验步骤：1、测量铜块的密度（1）用天平测铜块在空气的质量 。（2）用细线将铜块吊起，用天平测铜块在水中的质量 。（3）由（1）式算出铜块密度2、测量石蜡的密度（1）用天平测石蜡在空气中的质量 。（2）用天平测出铜块和石蜡两物体用细线捆在一起浸人水中时质量 。（3）由（5）式算出石蜡密度 三、数据记录及处理：表一：测量铜块的密度数据记录次数123平均值(g)    (g)   

42、0; 表二：  测量石蜡的密度数据记录次数123平均值 (g)     (g)    铜块的密度： =8.93g/cm3石蜡的密度： =0.77 g/cm3                 中学物理实验技能竞赛试题（初中组） 实验题目：测量匀变速直线运动的加速度实验器材：1打点计时器（频率50HZ）1个2物理小车1辆3学生交直流电源1台4纸带5米尺1把6坐标纸7木板1块8复写纸实验要求：要求用做图法处理数据（至少测量5组数据进行描点作图），求出小车运动的加速度。说