中学生物理实验技能竞赛试题初中组案例

WTDstandardizationoffice【WTD5AB-WTDK08-WTD2C】中学生物理实验技能竞赛试 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 初中组 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 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]：1．电池组（由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，）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 软件开发合同注意事项软件销售合同注意事项电梯维保合同注意事项软件销售合同注意事项员工离职注意事项 ]：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 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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“，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。三、列表记录测量数据（15分）测量次数电压表的读数（V）电流表的读数（mA）14021223250四、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，），B（153mA，），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“，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“，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：、3A两档）1只4．滑动变阻器（10Ω，）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（，）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、，所以电压表量程选择3V这一档，电流表量程选择这一档。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，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，调节滑动变阻器使电流表的示数达到时，电压表的示数为，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（初中组）[实验题目]：研究黑盒子中电阻的连接方式[实验器材]：1．直流稳压电源（量程：10V）1个2．电流表（量程：、3A两档）1只3．单刀开关1个4．导线若干[实验要求]：画出黑盒子中电阻的连接方式[注意事项]：1．按答题纸的要求答题；2．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]：1．待改装的磁电式电表的表头（量程：50μA）1只、2．电阻箱（0~Ω）1只3．电阻箱（0~）1只4．滑动变阻器（1000Ω，）1个5．标准直流电压表（量程：3V）1只6．直流稳压电源（量程：10V）1台7．单刀开关2个[实验要求]：将量程为50μA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?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50μA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~Ω）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~Ω)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2650Ω，在范围为2500~2800Ω均给分）二、将量程为50μA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)(2)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)0U(标准)(V)0ΔU=?U(标准)-U(改装)(V)0000004、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]：1．直流稳压电源（量程：10V连续可调）1个2．电压表（量程：3V）1只3．电流表（量程：）1只4．滑动变阻器（50Ω，）1只5．电阻箱（Ω）一个6．单刀开关1个7．定值电阻（Ω）1个8．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]：1．按答题纸的要求答题；2．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；3．定值电阻（Ω）可用于辅助测量；4．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）1．本实验中，滑动变阻器采用何种接法？其作用是什么？（5分）2．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Ω，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）四、利用作图法求出直流稳压电源的电动势和内阻（20分）1．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；2．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）1．电压表、电流表的读数不准确；2．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；3．电压表、电流表的系统误差；4．定值电阻有误差；5．由作图法描点不准确引起误差。六、思考题（10分）1．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。2．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（300Ω）、电阻箱RX、直流电源（E=）、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）1、RL=3000Ω,β=RL/RO=3000/300=10时?????次数测量量12345Y=UL/EK(X)=RX/RO2、RL=30Ω,β=RL/RO=30/300=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=3000Ω和RL=30Ω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=3000Ω和RL=30Ω时的Y、K(X)。（30分）1、RL=3000Ω,β=RL/RO=3000/300=10时?????次数测量量12345678910Y=UL/EK(X)=RX/RO2、RL=30Ω,β=RL/RO=30/300=时???????????次数测量量12345678910Y=UL/EK(X)=RX/RO三、在同一坐标上画出负载电阻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=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 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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：=cm3石蜡的密度：=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50Hz。接通电源后，振片和振针就会以点1/50s(即的周期振动起来。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，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.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×=。将时间和位移数据填人下表。点迹序数测量量61218243036s(m)t(s)y=s/t(m/s)x=t(s)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。