中学生物理试验技能竞赛试习题重点初中组案例

欢迎阅读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］:.电池组（由1.5伏的两节干电池组成）1个.电流表（量程：1A）1只.电压表（量程：3V）1只.滑动变阻器（1000Q,0.5A）1只.单刀开关1个.待测电阻1个.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）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）.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）.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,50Q”和“1A,20Q”），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）.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）.（10分）二、简要写出实验步骤（10分）.根据设计的电路图连接电路；.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；.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，记录两欢迎阅读电表三次对应的读数；.断开开关，整理仪器；.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^）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）.绘图（7分）.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??所以，五、回答思考题（10分）.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）。.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,50Q”和“1A,20Q”），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,20Q”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,50Q”的滑动变阻器，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］:.直流稳压电源（量程：10V）1个.电压表（量程：3V、15V两档）1只.电流表（量程：0.6A、3A两档）1只.滑动变阻器（10Q,1.5A）1只.滑动变阻器（20Q,1A）1只.单刀开关1个.待测小灯泡（2.5V,0.3A）1个.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］:.按答题纸的要求答题；.电源电压最大不得超过6V；.注意保护小灯泡，谨防烧毁。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（答题纸）一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）欢迎阅读二、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）四、思考题（20分）.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）.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）参考答案一、画出设计的测量电路图，写出实验原理。（20分）.测量电路图（15分）.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）.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。.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10Q和20Q,电路对应的最小电流值为别为：（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。0Q,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）.额定功率：.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）.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）（1）原因：该同学将开关错接在小灯泡两端。（2）电路图.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］:.直流稳压电源（量程：10V）1个.电流表（量程：0.6A、3A两档）1只.单刀开关1个.导线若干［实验要求］:画出黑盒子中电阻的连接方式欢迎阅读［注意事项］:.按答题纸的要求答题；.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。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???????????????？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］:.待改装的磁电式电表的表头（量程：50RA）1只、.电阻箱（0~99999.9Q）1只.电阻箱（0~9999.9）1只.滑动变阻器（1000Q,0.5A）1个.标准直流电压表（量程：3V）1只.直流稳压电源（量程：10V）1台.单刀开关2个欢迎阅读［实验要求］:将量程为50^A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，记录表头内阻的测量值（10分）二、将量程为50^A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）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（0〜99999.9Q）阻值调至最大，并调节滑动变阻器触头到a端；（2）接通开关K1,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（0〜9999.9Q）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R0=Rg；（4）记录表头内阻的测量值Rg。（该表头的内阻约为2650Q,在范围为2500〜2800Q均给分）二、将量程为50^A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）⑵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）00.190.390.590.790.991.201.401.601.802.00AU二?U（标准）-U（改装）（V）0-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01000004、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，导致该支路的电流减小，因而改装表的读数欢迎阅读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］:.直流稳压电源（量程：10V连续可调）1个.电压表（量程：3V）1只.电流表（量程：0.5A）1只.滑动变阻器（50Q,1.5A）1只.电阻箱（0-99999.9Q）一个.单刀开关1个.定值电阻（2.40Q）1个.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］:.按答题纸的要求答题；.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；.定值电阻（2.40Q）可用于辅助测量；.测量数据不得少于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）五、分析实验结果产生误差的原因。（5分）六、思考题（10分）.本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？（5分）.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?（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0.3Q,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）0.400.500.600.700.800.901.001.100.3100.2760.2380.2030.1640.1300.0950.060四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）.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；.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）.电压表、电流表的读数不准确；.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；.电压表、电流表的系统误差；.定值电阻有误差；.由作图法描点不准确引起误差。六、思考题（10分）.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。.本实验中，除了你采用的测量方法外，还有哪些测量方法？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。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（300Q）、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］:.画出分压电路图。.测量并画出负载电阻RL=3000Q和RL=30Q时的分压电路特性曲线图（即分压电路中Y与P和K（X）的关系图）。.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；P为负载电阻与变阻器全电阻之比，即忏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=3000Q和RL=30Q时的Y、K（X）。（30分）1、RL=3000Q,P=RL/RO=3000/300=10时?????次数测量量12345Y=UL/EK(X)=RX/RO欢迎阅读2、RL=30Q,P=RL/RO=30/300=0.1时???????????次数测量量12345Y=UL/EK(X)=RX/RO三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Q和RL=30Q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。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=3000Q和RL=30Q时的Y、K（X）。（30分）1、RL=3000Q,P=RL/RO=3000/300=10时?????次数测量量12345678910Y=UL/E0.100.200.300.400.500.600.700.800.90K(X)=RX/RO0.140.250.340.430.540.630.720.800.912、RL=30Q,P=RL/RO=30/300=0.1时???????????次数测量量12345678910Y=UL/E0.050.100.200.300.400.500.600.70K(X)=RX/RO0.110.350.640.780.840.900.930.95三、在同一坐标上画出负载电阻RL=3000Q和RL=30Q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P=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???????？????????（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p=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???????？?????（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。中学物理实验技能竞赛试题（初中组）［实验题目］:测量铜块和石蜡的密度欢迎阅读［实验器材］:.物理天平（含砝码））1架.烧杯1个.细线.铜块1块.石蜡1段.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、简述实验原理：二、简述实验步骤：三、数据记录及处理：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：？???????????？?????????????（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：？，???（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)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：=0.77g/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］:.打点计时器（频率50HZ）1个.物理小车1辆.学生交直流电源1台.纸带.米尺1把.坐标纸.木板1块.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