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物理实验技能竞赛试题1

发布时间:2014-07-04 11:46:24  

中学生物理实验技能竞赛试题(初中组)案例

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(1000Ω,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)

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。滑动变阻器有两只(规格分别是“0.2A,50Ω”和“1A,20Ω”),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.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。

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

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,50Ω”和“1A,20Ω”),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,20Ω”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,50Ω”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]:

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(10Ω,1.5A)1只

5.滑动变阻器(20Ω,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。

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)

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)

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10Ω和20Ω,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“20Ω,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

[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(300Ω)、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=3000Ω和RL=30Ω时的分压电路特性曲线图(即分压电路中Y与β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;β为负载电阻与变阻器全电阻之比,即β=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=3000Ω和RL=30Ω时的Y、K(X)。(30分)

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=3000Ω和RL=30Ω时的Y、K(X)。(30分)

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β=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β=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

[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:

表二:

铜块的密度: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 明]:

1、自己连接和安装相关的仪器设备。

2、50分钟内完成实验操作及相关的实验数据记录、数据处理。

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(15分):

二、简述实验步骤(20分):

三、数据记录及处理(30分):

四、结论(5分)

参考答案

一、简述实验原理:

电磁打点计时器可以记录运动物体的的时间和位移。本实验所用打点计时器的工作电压6-9V,频率50 Hz。接通电源后,振片和振针就会以点1/50s(即0.02s)的周期振动起来。当纸带在运动物体的带动下运动时,振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点,相邻两点之间对应的时间间隔为0.02S,相邻两点之间的距离可以用尺子测量。这样,打点计时器既记录了时间,又记录了相应的位移。我们便可利用这些时间和位移信息,通过公式 来求小车体运动的加速度。

二、简述实验步骤:

1.把木板放上实验桌,让木板形成斜面,把打点计时器固定在木板上。

2.连接好打点计时器电源,选择交流、工作电压为6~9伏。

3.打点器的位置放正,纸带在移动过程中不要与纸带限位框位孔的耳壁相碰。调整小车夹持纸带的位置,应与打点垫板处于同一高度,使纸带能够贴着打点垫板移动。

4.待打点计时器工作时,释放小车让小车拖着纸带一起运动,这样打出一条带点迹的纸带。 5.用尺量出若干点的位移s,记录各点位移所用的时间t,每相邻两点对应的时间间隔为0.02s.

6.在坐标纸上,用 表示纵坐标,用 表示横坐标,进行描点,如果这些点在一条直线上,就说明运动是匀加速度,加速度的大小为直线斜率的两倍。 三、数据记录及处理:

1、方法一:测各点迹的位移 和时间 由

令 , ,则上述方程变为

画 图,直线的斜率 ∴ ∴

例如:下图为打出来的纸袋,在纸带上,以6个点为一段划分纸带,用尺子量出每段的长度,每段的时间间隔就是6个点对应的时间间隔,即5×O.02s=0.1s。将时间和位移数据填人下表。

画图: 或:

2、方法二:

也可以计算各计数点的瞬时速度,通过做v-t图求加速度。 四、结论

从图象中可以看出,这些点在一条直线上,说明了运动是匀加速度,加速度的大小为直线斜率的两倍。

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