2020屆高三物理第二輪復(fù)習 實驗第1講基本儀器的使用 新人教版（通用）

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1、 專題七 物理實驗 【考綱點擊】 具體分類 考綱要求 基本儀器 刻度尺，游標卡尺，螺旋測微器，測量頭（光學(xué)）秒表，打點記時器，電流表，電壓表，靈敏電流表，示波器，多用電表，滑動變阻器，電阻箱 力學(xué)實驗 實驗一：研究勻變速直線運動 實驗二：探究彈簧彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實驗三：驗證力的平行四邊形定則 實驗四：驗證牛頓運動定律 實驗五：探究動能定理 實驗六：驗證機械能守恒定律 電學(xué)實驗 實驗七：測定金屬的電阻率 實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗九：測定電源電動勢和內(nèi)阻 實驗十：練習使用多用電表 實驗十一：傳感器的使用 第1講 基本儀器的使用 【

2、實驗專題歸納】 基本儀器 長度測量儀器：刻度尺，游標卡尺，螺旋測微器 質(zhì)量測量儀器：天平 時間測量儀器：秒表，打點計時器 力測量儀器：彈簧秤 溫度測量儀器：溫度計 電學(xué)量測量儀器：電流表，電壓表，靈敏電流表，示波器，多用電表 電學(xué)控制元件：滑動變阻器，電阻箱 一、基本儀器的分類 二、高考易錯問題剖析及應(yīng)試策略 【高考真題探究】 1.（2020·安徽理綜·T 21）（18分） Ⅰ．（1）在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為__________________mm。 （2）在用

3、單擺測定重力加速度實驗中，用游標為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為__________________cm。 【命題立意】本題主要考查考生對游標卡尺和螺旋測微器的的正確使用。要求考生掌握兩種儀器的讀數(shù)規(guī)則，同時會對讀出的結(jié)果進行驗證。 【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析： 利用精確度檢驗結(jié)果 確定精確度 讀數(shù)規(guī)則 【規(guī)范解答】（1）可以從圖1中看出，從螺旋測微器的固定刻度尺上讀出的讀數(shù)為0.5 mm，由可動刻度讀出小數(shù)部分為11.7×0.01 mm=0.117 mm，因此物體厚度為0.5 mm+0

4、.117mm=0.617 mm；（2）從圖2可以看出，主尺讀數(shù)為0.6 cm，游標尺的第15條刻度線和主尺上的一條刻度線重合，則此時讀數(shù)為0.6cm+×15 mm=0.675 cm。 【答案】 (1)0.617 (2)0.675 【類題拓展】 三招防止讀數(shù)時出錯 （1）遵循讀數(shù)規(guī)則。游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則：整毫米數(shù)由主尺讀出，游標尺的第幾刻度線與主尺上的某一刻度線重合，毫米以下的讀數(shù)就是n分之幾，n是游標卡尺上的分度數(shù)，若題中游標卡尺是10分度的，那就是10分之幾；若題中游標卡尺是20分度的，那就是20分之幾；若題中游標卡尺是50分度的，那就是50分之幾。 螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則

5、：在固定刻度尺上讀取大于0.5毫米的數(shù)l1（小于0.5毫米的數(shù)是記作l1=0），在可動刻度尺上讀取大于0.01毫米小于0.5毫米的數(shù)l2，再根據(jù)固定刻度尺上的中線處于兩個最小刻度之間的位置，估讀一個數(shù)l3。如果固定刻度尺上的中線正對某一可動刻度，千分位讀“0”?？傋x數(shù)l=l1+l2+l3。 （2）用精確度來對結(jié)果驗證 對于游標卡尺：首先把不是以毫米作單位的一律化成以毫米作單位，則小數(shù)點后面位數(shù)與游標卡尺的精確度相同。如果小數(shù)點后面位數(shù)與精確度不同，即出錯。 對于螺旋測微器：首先把不是以毫米作單位的一律化成以毫米作單位，則小數(shù)點后面要有三位有效數(shù)字，特別是最后一位估讀數(shù)字是零時，也不能省略

6、。如果多于或少于三位，即出錯。 （3）一定注意在做填空題時，題目給定的單位若不是毫米時，務(wù)必要把毫米化成題目中要求的單位。 2.（2020·天津理綜·T9（3））要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV，其量程為2V，內(nèi)阻約2KΩ。實驗室提供的器材有： 電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω； 電壓表V2，量程5V，內(nèi)阻約5KΩ； 定值電阻R1，阻值30Ω； 定值電阻R2，阻值為3KΩ； 滑動變阻器R3，最大阻值100Ω，額定電流1.5A； 電源E，電動勢6V，內(nèi)阻約0.5Ω； 開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。 有人擬將待測電壓表V1 和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V1 的電壓和電

7、流，再計算出RV。該方案實際上不可行，其最主要的原因是 請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計一個測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實驗電路。要求測量盡量準確，實驗必須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實驗電路圖（圖中電源與開關(guān)已連接好），并標出所選元件的相應(yīng)字母代號 由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達方式，說明式中各測量量的物理意義。 【命題立意】本題考查的電阻的測量一直是高考的熱點，本題考查的測電阻的方法，體現(xiàn)了高考的靈活性。 【思路點撥】解答本題時注意以下突破點：電流表示數(shù)太小時誤差太大，故不能使用；設(shè)計電路的關(guān)鍵是應(yīng)用電路的串并聯(lián)特點求的待測電

8、壓表中的電流。 【規(guī)范解答】 ①當待測電壓表V1 兩端的電壓達到2V時，其中的電流約為,電流太小，電流表A幾乎沒有示數(shù)，所以不能這樣連接的原因為：電流表A不能準確測量出流過電壓表V1的電流。 ②因為電流表量程太大，所以不能直接用?？梢杂枚ㄖ惦娮柚械碾娏魅ヌ娲?，可以將定值電阻與電壓表串聯(lián)，間接得到電流，所選電阻要與電壓表的內(nèi)阻差不多大，故選定值電阻R2，用電壓表V2測V1和R2的串聯(lián)電壓，有兩個電壓表的示數(shù)之差得到定值電阻兩端的電壓；為了要測得多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器要用分壓接法，故電路設(shè)計為如圖所示。 ③R2兩端的電壓為：, R2中的電流也就是電壓表V1中的電流為：, 所以電壓表

9、V1的內(nèi)阻為： , 其中表示的電壓;表示V2的示數(shù)即和串聯(lián)的總電壓 【答案】 ①電流表A不能準確測量出流過電壓表V1的電流 ②測量電壓表V1內(nèi)阻的實驗電路如圖所示 ③ 表示的電壓 ；表示和串聯(lián)的總電壓 【類題拓展】 巧改條件后的電路設(shè)計 若把題目中電壓表V2的內(nèi)阻約5KΩ；改為電壓表V2的內(nèi)阻為5KΩ，雖然只有一字之差，電路就可以有另外的設(shè)計方案，電路如下 兩個電壓表的內(nèi)阻之比等于電壓之比，所以 3.（2020·廣東物理卷·T34（2））某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定

10、值電阻（=5）一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實驗原理圖如圖14(a). ①在圖14（b）的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。 ②請完成下列主要實驗步驟； A． 檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖14（c）所示，讀得電阻值是____________; B． 將開關(guān)閉合，開關(guān)斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V； C． 將開關(guān) _______,電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān) 。 ③使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是_______（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。 ④由于所有電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏_________(填“大”或“小”)。

11、 【命題立意】本題主要考查閉合電路歐姆定律、電阻箱的讀數(shù)、電路的連接、誤差分析。 【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析： 按所給的電路圖連線。注意：按圖施工。 利用閉合電路歐姆定律及電路的連接關(guān)系列式求解。 【規(guī)范解答】①如圖所示 ②讀出：20Ω；閉合S2后電阻箱才工作 ③ S1閉合、S2斷開時：RV很大，可得： （1） S1、S2都閉合時： （2） 代入數(shù)據(jù)得： 故 ④忽略電壓表電阻的影響，有 （3） 考慮電壓表電阻的影響，設(shè)電壓表的電阻為：RV則（1）（2）

12、兩式變?yōu)椋? 兩式相減并整理得： （4） （3）/（4）得： (U1>U2) r測

13、.5Ｖ）　　　　　　　 Ｂ．電源（電動勢6Ｖ） Ｃ．電阻箱（0～999.9）　　　　　　?。模瑒幼冏杵鳎?～500） Ｅ．電位器（一種可變電阻，與滑動變阻器相當）（0～5.1） Ｆ．電位器（0～51） ②該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將Ｒ２的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實驗操作步驟依次是______________，______________，______________，______________，最后記錄Ｒ1的阻值并整理好器材。（請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母） Ａ．閉合Ｓ１ Ｂ．閉合Ｓ２ Ｃ．調(diào)節(jié)Ｒ２的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 Ｄ．調(diào)節(jié)

14、Ｒ２的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 Ｅ．調(diào)節(jié)Ｒ１的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 Ｆ．調(diào)節(jié)Ｒ１的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 ③如果所得的Ｒ１的阻值為300.0，則圖１中被測電流計的內(nèi)阻rg的測量值為______________，該測量值__________實際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）。 ④給電流計__________聯(lián)（選填“串”或“并”）一個阻值為__________的電阻，就可以將該電流計改裝為量程４Ｖ的電壓表。 （２）乙同學(xué)要將另一個電流計改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標準電壓表、一個電池組Ｅ、一個滑動變阻器和幾個待用的阻值準確的定值電阻。

15、 ①該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表直接與電壓表校準。請你畫完圖２方框中的校準電路圖。 ② 實驗中，當定值電阻Ｒ選用17.0時，調(diào)整滑動變阻器的阻值，電壓表的示數(shù)是4.0Ｖ時，表的指針恰好指到滿量程的五分之二；當Ｒ選用7.0時，調(diào)整的阻值，電壓表的示數(shù)是2.0Ｖ時，表的指針又指到滿量程的五分之二。由此可以判定，表的內(nèi)阻rg是_______，滿偏電流是_______ｍＡ。若要將表改裝為量程是15Ｖ的電壓表，應(yīng)配備一個_______的電阻。 【命題立意】本題考查了半偏法測電阻、電流表改裝成電壓表及校準、器材的選取、實驗步驟、誤差分析、電路圖的設(shè)計等知識點，綜合考查了考生的實驗探究

16、能力、推理能力、理解能力等。 【思路點撥】根據(jù)半偏法測電阻原理及題意選擇器材，注意實驗步驟、理解誤差來源、注重電壓表的改裝及校準、畫好電路圖。 【規(guī)范解答】（１）①若選用電動勢1.5Ｖ的電源，則， 而Ｒ0≈１，則；若選用電動勢6Ｖ的電源，則， 則，所以電阻器Ｒ2只能選擇Ｆ；電阻器Ｒ1是要讀數(shù)的，因此必須選用電阻箱，所以電阻器 Ｒ1應(yīng)選用Ｃ；表頭滿偏時電路中總電阻越大，實驗誤差越小，所以電源Ｅ應(yīng)選用B。 ②檢查電路連接無誤后，將Ｒ２的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實驗操作步驟是：第一步閉合Ｓ２；第二步調(diào)節(jié) Ｒ２的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；第三步閉合Ｓ１；第四步調(diào)節(jié)Ｒ１的阻值，使電流

17、計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；最后記錄Ｒ1的阻值并整理好器材。 ③Ｒ1的阻值等于電流計的內(nèi)電阻rg，因Ｒ１的阻值為300.0，所以被測電流計的內(nèi)阻rg的測量值為300.0；當把Ｒ1與電流表并聯(lián)后，即使Ｒ2比Ｒ1大很多，整個電路中的電阻也總要下降一點，從而干路中的電流比原來多少也增大一點。當流過電流計的電流調(diào)到是原來的一半時，流過Ｒ1的電流就比流過電流計的電流要多一點，但電流計與Ｒ1兩端的電壓是相同的，因此可以判定Ｒ1的阻值比電流計的內(nèi)阻要小一點，故測得的電流計的內(nèi)阻測量值略小于實際值。 ④要想將該電流計改裝為量程４Ｖ的電壓表，必須串聯(lián)一個電阻，改裝的電壓表的內(nèi)阻為，則串聯(lián)的電阻阻值為 （２）

18、將改裝的電壓表與標準電壓表校準，要將兩者并聯(lián)并要求電壓從零到滿偏變化，所以滑動變阻器采用分壓接法，校準電路圖如圖所示。 【答案】（1）①B C F ②B C A E ③300 略小于 ④串 19.7 （2）①如圖所示 ②3.0 0.50 27.0 【備課資源】 1.如圖7-1-5所示，甲圖中螺旋測微器的讀數(shù)為______mm,乙圖中游標卡尺的讀數(shù)為______cm. 【解析】螺旋測微器讀數(shù)=10.5 mm+0.01×0.1 mm=10.501 mm，游標卡尺的讀數(shù)=101 mm+0.05 m

19、m×11=101.55 mm=10.155 cm. 答案:10.501 10.155 2.當使用多用電表測量物理量時，多用電表表盤示數(shù)如圖7-1-6所示.若此時選擇開關(guān)對準直流50 V電壓擋，則被測電壓為________V；若此時選擇開關(guān)對準×10 Ω擋，則被測電阻的阻值為______Ω. 【解析】對直流50 V電壓擋，讀第二行“0～50”一排，最小分度1 V，估讀到0.1 V即可，故讀數(shù)為21.0 V.對準×10 Ω擋，讀第一行，讀數(shù)為40×10 Ω=400 Ω. 答案:21.0 400 3.(2020·全國高考Ⅱ)某同學(xué)利用多用電表測量二極管的反向電阻.完成下列測量步

20、驟： (1)檢查多用電表的機械零點. (2)將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關(guān)撥至電阻測量擋適當?shù)牧砍烫? (3)將紅、黑表筆_______，進行歐姆調(diào)零. (4)測反向電阻時，將______表筆接二極管正極，將______表筆接二極管負極，讀出電表示數(shù). (5)為了得到準確的測量結(jié)果，應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤________(選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”)；否則，在可能的條件下，應(yīng)重新選擇量程，并重復(fù)步驟(3)、(4). (6)測量完成后，將選擇開關(guān)撥向_______位置. 【解析】本題考查多用電表的使用.首先要機械調(diào)零.在選擇量程后還要進行歐姆調(diào)零而且每一次換

21、量程都要重復(fù)這樣的過程.將紅、黑表筆短接，即為歐姆調(diào)零.測量二極管的反向電阻時應(yīng)將紅筆接二極管的正極，黑筆接負極.歐姆表盤的刻度線分布不均勻，在中央的刻度線比較均勻，所以盡量讓指針指向表盤的中央.測量完成后應(yīng)將開關(guān)打到OFF擋. 答案:(3)短接 (4)紅 黑 (5)中央 (6)OFF擋 4.(2020·安徽高考)用如圖7-1-7所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用.除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有： (a)電流表(量程0.6 A、3 A)； (b)電壓表(量程3 V、1

22、5 V)； (c)定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W)； (d)定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)； (e)滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； (f)滑動變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A). 那么 (1)要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇_____V，電流表的量程應(yīng)選擇_____A；R0應(yīng)選擇_____Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是_____Ω的滑動變阻器. (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________. 【解析】由于電源是一節(jié)干電池(1.5 V)，所以選量程為3 V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般為幾歐左右，加上

23、保護電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選量程為0.6 A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差較大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就可以，取0～10 Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100 Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象.關(guān)于系統(tǒng)誤差一般是由測量工具和測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小.本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比實際值小. 答案:(1)3 0.6 10～10 (2)由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小 5.某興趣小組為了測量一待測電阻R

24、x的阻值，準備先用多用電表粗測出它的阻值，然后再用伏安法精確地測量，實驗室里準備了以下器材： A.多用電表 B.電壓表V1，量程6 V，內(nèi)阻約10 kΩ C.電壓表V2，量程15 V，內(nèi)阻約20 kΩ D.電流表A1，量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω E.電流表A2，量程3 A，內(nèi)阻約0.02 Ω F.電源：電動勢E=6 V G.滑動變阻器R1，最大阻值10 Ω，最大電流為2 A H.滑動變阻器R2，最大阻值50 Ω，最大電流為0.2 A I.導(dǎo)線、電鍵若干 (1)在用多用電表粗測電阻時，該興趣小組首先選用“×10”歐姆擋，其阻值如圖7-1-8甲中指針所示，為了減小多用

25、電表的讀數(shù)誤差，多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)換用________歐姆擋； (2)按正確的操作程序再一次用多用電表測量該待測電阻的阻值時，其阻值如圖乙中指針所示，則Rx的阻值大約是_________Ω; (3)在用伏安法測量該電阻的阻值時，要求待測電阻的電壓從0開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述器材中應(yīng)選擇的器材是_______.(填器材前面的字母代號) (4)在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測量該電阻的阻值時的實驗電路圖. 【解析】(1)對題圖甲“×10”擋時，歐姆示數(shù)較小，為減小讀數(shù)誤差，應(yīng)使指針向左偏轉(zhuǎn).歐姆示數(shù)變大，故選擇開關(guān)應(yīng)換用“×1”歐姆擋. (2)Rx=9×1 Ω=9 Ω. (3)大約9 Ω的

26、待測電阻，使用電動勢為6 V的電池.電阻兩端的電壓小于6 V，故電壓表用V1，電流表用A1.因題目要求待測電阻的電壓從0開始變化，故滑動變阻器選R1，且用分壓式接法. (4) 答案:(1)×1 (2)9 (3)BDFGI (4)見解析圖 6.(2020·天津高考)圖7-1-9所示為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig=300 μA,內(nèi)阻Rg=100 Ω，可變電阻R的最大阻值為10 kΩ,電池的電動勢E=1.5 V，內(nèi)阻r=0.5 Ω.圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是_______色.按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=______kΩ.若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小、內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將_______(選填“變大”、“變小”或“不變”).