物理步步高大一轮复习答案

1、实验基础知识一、螺旋测微器的使用1构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度图12原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺3读数：测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm1

2、5.0×0.01 mm2.150 mm.图2二、游标卡尺1构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺(如图3所示)图32用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径3原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02

3、 mm0.02 mm4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(xK×精确度)mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可(1)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(

4、3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.基本实验要求1实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率2实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(50 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺3实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝

5、的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R和S中，计算出金属丝的电阻率4电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRA>Rx测量值大于真实值R测<Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx规律方法总结1伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，

6、若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法(2)临界值计算法Rx<时，用电流表外接法；Rx>时，用电流表内接法(3)实验试探法：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法图42注意事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻

7、率在实验过程中变大3误差分析(1)若为内接法，电流表分压(2)若为外接法，电压表分流(3)长度和直径的测量考点一测量仪器、仪表的读数1游标卡尺的读数(1)10分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数×.(2)20分度的游标尺的读数：主尺上读出整毫米数游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数×.2螺旋测微器的读数方法：固定刻度数mm可动刻度数(估读一位)×0.01 mm.3电流表和电压表的读数(1)若刻度盘上每一小格为：1,0.1,0.01，时，需估读到最小刻度值的下一位(2)若刻度盘上每一小格为：2,0.2,0.02,5,

8、0.5,0.05，时，只需估读到最小刻度值的位数1直尺和游标卡尺的读数(2014·福建理综·19(1)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图5甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_ cm和_ mm.图5答案60.104.20解析刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.游标卡尺读数4 mm10×0.02 mm4.20 mm.2螺旋测微器的读数完成下列读数(如图6所示)图6a_mmb_mmc_mm d_mm答案a0.486(0.4840.488)b0.536(0.5340.538)c4.078(4.0774.079)d5.663(5.6615.665)3

9、电压表、电流表和电阻箱的读数(1)如图7所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数为_A.图7如图8所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_ V若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针指示的是_V.图8(2)旋钮式电阻箱如图9所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_ .今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_图9答案(1)0.020.440.12200.11.400.57.

10、0(2)1 987将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0019 998 解析(1)电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针的示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A.电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为7.0 V.(2)电阻为1 987 .最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2

11、15;9 999 19 998 .故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为019 998 .考点二实验操作及数据处理4实验操作(2014·江苏单科·10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图10所示的部件_(选填“A”、“B”、“C”或“D”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.图10(2)图11所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的

12、数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)图11(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议答案(1)B0.410(2)7、8、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，用图象法求电阻值)解析(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(041.0×0.01) mm0.410 mm.(2)电压表的示数不为0

13、，电流表的示数几乎为0，说明连接两电表的电路是导通的而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路(3)由题知0.005<0.020，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U、I值，求出Rx后，再取平均值作为实验结果5实验操作及数据处理用伏安法测定电阻约为5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池如图12甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器

14、如图丙所示图12(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动_使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动_夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动_使F固定后读数(填仪器部件的字母符号)(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R计算出相应的电阻值后作出RL图线如图13所示取图线上两个点间数据之差L和R，若电阻丝直径为d，则电阻率_.图13答案(1)DHG(2)如图所示(3)解析(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H夹住被

15、测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数(3)根据R，得R，而S，代入得.6实验原理及数据处理为测定一段金属丝的电阻率，某同学设计了如图14甲所示的电路ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，电路中的保护电阻R04.0 ，电源的电动势E3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d_ mm.图14(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.430.380.330.31

16、0.28(A1)2.042.332.633.033.233.57将表中数据描在x坐标纸中，如图15所示试作出其关系图线，图象中直线的斜率的表达式k_(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率为_ ·m(保留两位有效数字)图15根据x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为_ (保留两位有效数字)答案(1)0.400(2)图线见解析图1.1×1061.4解析(1)由题图乙所示螺旋测微器可知，其示数为0 mm40.0×0.01 mm0.400 mm.(2)如图所示根据图象由电阻定律可得R，由欧姆定律可得：R，则图象斜率k，S联立解得：k代入数据得：k3联立解得

17、电阻率为：代入数据得：1.1×106 ·m；根据x关系图线纵轴截距为1.8，此时待测电阻丝的电阻为0，由闭合电路欧姆定律得：EI(rR0)即：3(r4.0)得：r1.4 计算电阻率的两种方法1根据电阻定律得；2通过有关图象来求电阻率图象法处理实验数据是最常用的方法之一，要从物理规律出发，写出图象的函数关系式，弄清斜率、截距等的物理意义，从而求出相关物理量考点三电阻的测量电阻测量的六种方法1伏安法电路图特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量)2安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用(1)如图16甲所

18、示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2.(2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压UA2UA1时，如果已知的内阻R1，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2.图163伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用(1)如图17甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2R1.(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流IV1IV2时，若已知的内阻R1，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2.图174等效法测电阻如图18所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串

19、联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值图185比较法测电阻如图19所示，读得电阻箱R1的阻值及、的示数I1、I2，可得Rx.如果考虑电流表内阻的影响，则I1(RxRA1)I2(R1RA2)图196半偏法测电流表内阻电路图如图20所示图20步骤：(1)断开S2，闭合S1，调节R0，使的示数满偏为Ig；(2)保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使的示数为；(3)由上可得RAR.特别提醒当R0RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误

20、差才小7伏安法测电阻(2014·浙江理综·22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图21是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出图21图22(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图22所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“×”)表示的(3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ .答案(1)见解析图甲(2)×(3)见解析图乙用“×”表示的数据连线时，1.2(1.11.3均可)，用

21、“”表示的数据连线时，1.6(1.51.7均可)解析(1)连线如图甲所示甲乙(2)UI图象如图乙所示，UI图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“×”表示的(3)在UI图象上，选用外接法所得的“×”连线，则R1.2 ，选用内接法所得的“”连线，则R1.6 .8电表改装和电阻测量现要测量电流表G1的内阻，给出下列器材：电流表G1(量程5 mA，内阻r1约为150 )电流表G2(量程10 mA，内阻r2约为100 )定值电阻R1100 定值电阻R210 滑动变阻器R3(0200 )干电池E(1.5 V，内阻未

22、知)单刀单掷开关S导线若干(1)定值电阻选_；(2)如图23所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；图23(3)若选测量数据中的一组计算r1，所用的表达式为r1_，式中各符号的意义是_.答案(1)R1(2)电路图如图所示(3)I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值解析(1)若选R2，则其阻值太小，电流过大，而R1与G1内阻相当，故选R1.(2)电路图如图所示G2的示数G1的示数为通过R1的电流值(3)由并联电路特点得：I1r1R1(I2I1)r1I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值9等效替代法测电

23、阻电学实验中经常需要测量电阻的阻值(1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 V40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_ .若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值_(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值A220 V交流电源B单刀双掷开关一个C电阻箱一个(0999.9 ，额定电流0.5 A)D定值电阻一个(0.5 k，额定电流0.3 A)E交流电流表一个(00.3 A)请在虚线框内画出电路原理图答案(1)1 210小于(2)见解析图解析(1)正常工作时电压为额定电压，故有P，所以R1 210 ；灯

24、泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值(2)应用替代法因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示10半偏法测电阻(2015·新课标·23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干(1)虚线框内为该同学设计的测量

25、电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(如图24)图24(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_答案(1)见解析图(2)见解析(3)理由见解析解析(1)实验电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻(3)断开S2，调节电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大

26、，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV.考点四实验拓展与创新11实验器材的创新有一根细长且均匀的空心金属管线，长约30 cm，电阻约为5 ，已知这种金属的电阻率为，现在要尽可能精确测定它的内径d.(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示，从图中读出外径为_ mm，应用_(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L；图25(2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻约10 kB电压表015 V，内阻约50 kC电流表00.6 A，内阻约0.05 D电流表03 A，内阻约0.0

27、1 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_；(填序号)(3)实验中他的实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误错误1：_错误2：_(4)用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表达式d_；(5)在实验中，下列说法正确的是_A为使电流表读数明显，应使电流尽可能大些B为操作方便，中间过程可保持开关S一直处于闭合状态C千分尺的精确度是千分之一毫米D用千分尺测量直径时必须估读一位答案(1)5.200毫米刻度尺(2)ACE(3)导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法(4) (5

28、)D解析(1)螺旋测微器的读数为：D5 mm20.0×0.01 mm5.200 mm；测量30 cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量(2)由于两节干电池的电动势为3 V，所以电压表应选A；由于通过金属管的最大电流为Im A0.6 A，所以电流表应选C.为了较准确地测出其阻值，滑动变阻器应选E.(3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是：错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法(4)设金属管线内径为d，根据电阻定律应有：R，又R，联立可得：d (5)由金属的电阻率随温度的升高而增大可知，通过待测金属管线的电流不能

29、太大，所以A错误；为减小温度的影响，中间过程应断开开关，所以B错误；千分尺的精确度是0.01 mm，即应精确到毫米，所以C错误；千分尺读数时必须估读一位，即估读到0.001 mm，所以D正确12液体电阻率的测量如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图图中均匀的长直玻璃管内径为d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L.图26(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示(2)在接通电路前，为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最_端(填“左”或“右”)在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 A；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164 A.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到_点(填“a”或“b”)(3)该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为_(用R0、L、d等表示)答案(1)如图所示(2)右b(3)解析(1)电路