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1、07高考电学光学热学实验总复习含习题高考物理实验总复习（电学、光学、热学部分）一、实验仪器的读数高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此不再向下估读。例1右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为

2、多少？若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少？解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V（由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14V-1.16V之间都算正确）。0-15V量程最小刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位，所以读5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。例2电阻箱示意图如右，试读出当时电阻箱的阻值。解：阻值为84580.2。（电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率。将每个旋钮的指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到这时电阻箱的实际阻值。注意图中最左边

3、的两个黑点是表示的是接线柱。）二、电流表、电压表内部结构常用电流表和电压表都是由小量程的电流表G（即表头）改装而成的。电流表头G的电阻Rg叫表头内阻。指针偏转到最大刻度时对应的电流Ig叫满偏电流；与之对应的电压Ug叫满偏电压，Ug=IgRg。将电流表头G改装为电压表，要串联一只大电阻实现分压；将电流表头G改装为电流表，要并联一只小电阻实现分流。例3现有一只内阻为Rg=25，量程为Ig=3.0mA的电流表。若要把它改装为量程为0.6A和3A的双量程电流表，所需的并联电阻阻值分别是多少？现在只有两只定值电阻R1=0.025和R2=0.10，试用它们完成改造。改装电路图已画好，请标出接线柱上的标志（

4、共用的+接线柱、0.6A和3A）。解：改装为0.6A量程时，需并联Rg/199=0.1256电阻；改装为3A量程时，需并联Rg/999=0.0250电阻。从左向右，依次是+、3A、0.6A。三、恒定电流实验常规1伏安法测电阻伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫（电流计）外接法，b叫（电流表）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若，则采用外接法。若，则采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触

5、法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即I/I和U/U）。2滑动变阻器的两种接法滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。采用分压接法时，被测电阻Rx上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。若实验器材中提供了多个滑动变阻器，在选用时，除了考虑滑动变阻器的额定电流外

6、，要重点考虑到以下因素：为了实验中便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。3实物图连线方法无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好。对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，根据“外电路沿电流方向电势降低”比较该接头和滑动触头两点的电势高

7、低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。 实物连接图如下。 三、考试大纲规定的学生实验1.用描迹法画出电场中平面上的等势线实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。方法是：将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b 连接，若R是阻值很大的电阻，就按图a连接；若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸

8、应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。例4用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计是合理的 A如图所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场 B如图所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场 C如图所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场 D如图所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由

9、于、两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。、两个设计是合理的。选BC。2测定金属的电阻率由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。例5在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5左右

10、。实验主要步骤如下：用_测量金属导线的长度l，测3次，求出平均值；在金属导线的3个不同位置上用_测量直径d，求出平均值；用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几k；电源电动势为6V；滑动变阻器最大阻值20。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为=_。解：米尺；螺旋测微器；测量部分用安培表外接法，电源部分用限流电路或分压电路都可以，电阻率。 3描绘小灯泡的伏安特性曲线灯丝的电阻率随温度的升高而增大。灯丝不发光时

11、温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的变化是很显著的，所以灯丝的阻值随灯泡两端电压的升高而明显增大，其U-I图线不再是过原点的直线。用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线。由于使用的小灯泡是（3.8V，0.3A）的，正常发光时灯丝电阻是13，阻值较小，因此应该用电流表外接法电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压电路。电路图如右。实验中电压表量程可选0-3V，该范围伏安特性已经明显，且读数的有效数字较好。例6描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如上图，小电珠的额定电压是3.8V。根据实验数据在坐标系中描点如右图。试在坐

12、标系中画出该小灯泡的伏安曲线，并从图象中求该小灯泡的额定功率。该小灯泡在1V电压下不发光。当时灯丝的实际电阻是多大？该小灯泡在2V电压下开始发出微弱的黄光。当时灯丝的实际电阻又是多大？小灯泡在不同电压下的实际电阻为什么不相同？关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是系统误差主要是由电压表的分流引起的系统误差主要是由电流表的分压引起的系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的系统误差主要是由读数时的估读引起的试将下列实物图连接成实验电路。解：1. 14W 7.1，9.1 小灯泡灯丝的电阻率是随温度升高而增大的。A。4把电流表改装为电压表此实验分三大步骤：用半偏法测定电流表头的内阻Rg。根据扩大量程的需

13、要调节跟电流表头串联电阻箱的阻值，并改写表盘刻度，把电流表改装成电压表。将改装的电压表跟标准电压表进行校对，分析误差原因，并进行校准。例7把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：电流表（量程0-300A）标准伏特表（量程0-3V）电阻箱（0-9999）电位器（0-100k）电源（电动势2V）电源（电动势6V）滑动变阻器（0-50，额定电流1.5A）电键两只，导线若干。用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表G的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用_，可变电阻R2应选用_，电源E应选用_。实验操作的步骤有：A合上K1 B合上K2 C观察R1的阻值是否最大，

14、如果不是，将R1的阻值调至最大 D调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F记下R2的阻值。 把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：_；_；_；_；_；_。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为_。如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表_联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为_。 下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V每0.5V刻度进行一次

15、校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。本实验第步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_。由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏_。调整的方法是：将电阻箱的阻值适当_。解：，。C；A；D；B；E；F。600。串，9400。两只电压表并联，滑动变阻器接成分压电路。小。小。减小。5用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的

16、电压表的内阻应该大一些。电动势和内阻的测量值都偏小。为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r= |U/I |）。例8在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1和1k。实验原理图和所需器材的实物图如下。

17、试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371.321.241.181.101.05一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E=_V，内电阻r=_。解：（第四组数据错误要舍弃）1.46，0.719仅用电压表和电阻箱或仅用电流表和电阻箱也能完成该实验。6用多用电表测探测黑箱内电学元件多用电表的使用。使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。根据被测物理量及其数量级将选

18、择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。（如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA量程处；在刻度盘上，应该看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻度线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。）使用欧姆挡时，先选好倍率，再进行欧姆调零。方法是：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。因此用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是：选倍率。一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率。如估计值为200就应该选10的倍率。进行欧姆调零。将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。将指针示数乘以倍率，得测量值。将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用欧

19、姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小（即指针所指的刻度值太大），应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该减小倍率重新调零后再测。使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上的金属部分（首先是为了安全；其次两手之间的人体电阻将与被测电路并联，改变了电路结构）。不论使用多用电表的哪个挡，电流总是从多用电表的正接线柱（红表笔）进入电表，而从负接线柱（黑表笔流出）。例9多用电表表头的示意图如上页右下角所示。在正确操作的情况下： 若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_。若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果

20、为_。若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_。若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_，_，_。全部测量结束后，应将选择开关拨到_或者_。无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_表笔经_插孔流入电表。解：直流电压，1.24V。直流电流，49mA。电阻，1.70k。该用1k倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。OFF，交流电压500V档位置。红，正。用多用电表探索黑箱内的电学元件。例10“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元

21、件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转；第二步：用电阻100挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。第一步测量结果表明盒内_。图2示出了图11和图12中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_；图3示出了图13中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_。请在图的接线柱间，用电路符号画出盒内的元件及连接情况。解：不存在电源 1200，500 如右图所示。 7练习使用示波器（见二册教材）熟悉示波器面板上各旋钮或开关的名称、作用：辉度调节旋钮，用以调节图

22、象亮度。聚焦调节旋钮，用以使电子束会聚成一细束，在屏上出现小亮斑，使图象线条清晰。辅助聚焦调节旋钮，与前者配合使用。电源开关。指示灯。竖直位移旋钮，用来调节图象在竖直方向的位置。水平位移旋钮，用来调节图象在水平方向的位置。Y增益旋钮，用来调节图象在竖直方向的幅度。X增益旋钮，用来调节图象在水平方向的幅度。衰减调节旋钮，使图象在竖直方向上衰减， 挡是由机内自行提供竖直方向的按正弦规律变化的交变电压。扫描范围旋钮，用来改变扫描电压的频率范围。其中“外X”挡机内不提供扫描电压，水平方向电压可从外部输入。扫描微调旋钮，使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。“Y输入”、“X输入”、地，分别是对应方向的

23、信号输入电压的接线柱和公共接地接线柱。交直流选择开关，置于“DC”时，所加信号电压直接输入；置于“AC”时，所加信号是通过电容器后输入的，可隔断直流成分。同步极性选择开关，置于“+”时，正弦曲线从正半周开始，置于“”时，正弦曲线从负半周开始。例11某同学发现示波器显示屏上显示的波形如甲图所示。为将这个波形变为乙图所示的波形，可进行如下调节：（填选钮或开关的编号）调节_使图象变细；调节_与_使图象位于示波器中央；调节_增大曲线竖直方向的幅度；调节_增大曲线水平方向的幅度；调节_使图象从负半周开始。解：2、3；6、7；8；9；15。 8传感器的简单应用传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声

24、等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件。常用的有温度传感器、光传感器等。温度传感器有两种：一种叫电阻温度计，用绕在绝缘片上的细长铜丝或铂丝制成，温度升高时其阻值增大；另一种叫热敏电阻，用半导体制成，温度升高时其阻值减小。光传感器也有两种：一种是光电管；另一种是半导体光敏电阻，用半导体制成。例12如图所示是计算机光驱的工作原理：R1是光敏电阻（有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大），R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号。用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R1上。下列分析正确的是 有激光照射光敏电阻时，信号处

25、理系统两端获得电压较高有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较低有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定较大有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定较小解：有激光照射R1时，其电阻减小，回路电流增大，R2两端电压升高。选A。例13试自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验，可供选择的仪器如下：热敏电阻Rt、小灯泡L、电池组、继电器、滑动变阻器R、导线。解：如图将电路接好，可作为火情报警器。当发生火灾时，热敏电阻阻值变小，线圈A中电流变大，电磁铁B磁性增强，将衔铁吸下，灯泡L电路接通，发出警报。电容器也是一种常用的传感器。例14计算机键盘上的每个按键下面都有一个电容传感器。

26、电容的计算公式是，其中常量=9.010-12Fm-1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解：先求得未按下时的电容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得d=0.15mm。9测定玻璃的折射率关键是设法画出某细束光在空气射向玻璃发生折射时，空气中的光线和玻璃中的对应光线。有了这两条光线，再结合界面和法线，找到

27、相应的入射角和折射角，再按定义求折射率。P1、P2的作用是确定唯一的一条入射光线（它们发出的所有光线中重合的那一条）。P3能同时挡住P1、P2的像，说明P3在这条入射光线经过两次折射后的射出光线上；P4能同时挡住P1、P2的像和P3，说明P4也在这条入射光线经过两次折射后的射出光线上。只要画出了入射光线和相应的折射光线，求折射率的方法可以有多种。 用量角器量出入射角i和折射角r，从三角函数表查出它们的正弦值，根据折射定律计算折射率。以入射点O为圆心，以适当长（如OB）为半径画圆，和入射光线和折射光线分别交于A、B，从A、B分别向法线做垂线，分别交法线于M、N，用刻度尺量出AM、BN的长度，则折

28、射率等于AM/BN。从B点做上表面的垂线，交上表面于M，延长AO与BM交于N，用刻度尺量出OB、ON的长度，则折射率等于OB/ON。例15如图所示，在用玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，如果所用的玻璃砖ABCD的上表面AB和下表面CD不严格平行（AD略大于BC），下列说法中正确的是 用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行， 因此对实验结果产生系统误差用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行，但不会因此对实验结果产生影响射出光线c相对于入射光线a有顺时针方向的微小偏转射出光线c相对于入射光线a有逆时针方向的微小偏转解：只要能把入射光线a在玻璃中的折射光线b确

29、定下来，就能测定出玻璃的折射率。AB和CD不严格平行，a和c显然也不平行，但同样能确定出b的位置，因此不会对实验结果产生影响。可以设想AB和CD原来是平行的，现让CD逆时针转动一个小角度，则法线也跟着逆时针转动，b光线的入射角减小了。由于折射角的变化大于入射角的变化，可以设想为射出光线c先随法线逆时针转动（相当于折射角没变），再顺时针转动一个更大的角度到达新位置。本题选BC。10用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图如右。图中是光源，是滤光片，是单缝，是双缝，是光屏。实验中，若已知双缝到光屏之间的距离l和双缝之间的距离d。用测量头测量相邻亮纹间的距离，方法是：先将测量头目镜中

30、中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹的中心，然后转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，由两次手轮上的示数可以计算出相邻亮纹间的距离x，再由公式计算所测单色光的波长。例16在用双缝干涉测光的波长的实验中：已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如下左图所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如下右图所示。这两次示数依次为_mm和_mm。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_nm。一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 A增大单缝和双缝之间的距离B增大双缝和光屏之间的距离C将红色滤光片改为绿色滤