高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)14 電學(xué)實(shí)驗(yàn)-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、word 專題限時(shí)集訓(xùn)(十四) (建議用時(shí)：40 分鐘) [專題通關(guān)練] 1．(易錯(cuò)題)圖甲游標(biāo)卡尺讀數(shù)為________cm，圖乙螺旋測(cè)微器讀數(shù)為______mm，圖丙電 阻箱的讀數(shù)為________Ω。 [解析] 圖甲游標(biāo)卡尺主尺上的讀數(shù)為 6.1 cm 分尺上的讀數(shù)為 12×0.05 mm＝0.60 mm＝0.060 cm 游標(biāo)尺最終讀數(shù)為 6.160 cm。 圖乙螺旋測(cè)微器主尺讀數(shù)為 2.5 mm 分尺讀數(shù)為 10.3×0.01 mm＝0.103 mm 螺旋測(cè)微器最終讀數(shù)為：2.603 mm(2.600～2.604 mm

2、都可以)。 圖丙電阻箱的讀數(shù)為 110 Ω。 [答案] 6.160 2.600～2.604 110 易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：不理解游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的原理是讀數(shù)出錯(cuò)的主要原因。 2．(易錯(cuò)題)有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4 V 2 W〞的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的 I U 圖線?，F(xiàn)有如下器材供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻為 10 kΩ) B．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻為 20 kΩ) C．電流表(0～3 A，內(nèi)阻為 1 Ω) D．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻為 0.4 Ω) E．滑動(dòng)變阻器(0～10 Ω，允許通過(guò)的最大電流為 2 A) F

3、．滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω，允許通過(guò)的最大電流為 1 A) G．學(xué)生電源(直流，電源電動(dòng)勢(shì)為 6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干 - 1 - / 10 word (1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖甲的電路圖而不選用圖乙的電路圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明理由： ________。 (2) 實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用 ________，電流表應(yīng)選用 ________ ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ________。(用字母表示) (3)把圖丙所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖。 (4)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)描在圖丁所示的 I U 坐標(biāo)系中，請(qǐng)用一光滑的曲 線將各點(diǎn)連接好。

4、 [解析] (1)描繪小燈泡的 I U 圖線所測(cè)的數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng) 變阻器要起到分壓的作用，又由小燈泡上標(biāo)有“4 V 2 W 〞的字樣可知小燈泡內(nèi)阻比擬小， 所以采用電流表外接法。 (2)因小燈泡額定電壓為 4 V，如此電壓表選量程為 0～5 V 的電壓表。小燈泡的額定電 P 2 流為 I＝ ＝ A＝0.5 A，如此電流表只能選 D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的 E，這樣在實(shí) U 4 驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)能使電路中的電流和電壓有明顯的變化，從而可以減小讀數(shù)誤 差。 (3)按題圖甲連接實(shí)驗(yàn)電路即可，如圖(a)所示。 (4)按點(diǎn)連

5、線，使圖線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在圖線上的點(diǎn)盡可能分布在圖線的兩側(cè)，如 圖(b)所示。 - 2 - / 10 word [答案] (1)描繪小燈泡的 I U 圖線所測(cè)的數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng) 變阻器要起到分壓的作用，又由小燈泡上標(biāo)有“4 V 2 W 〞的字樣可知小燈泡內(nèi)阻比擬小， 所以采用電流表外接法 (2)A D E (3)如圖(a)所示 (4)如圖(b)所示 易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：不能合理地選擇和使用電學(xué)儀器是造成出錯(cuò)的主要原因。 3．(原創(chuàng)題)某物理興趣實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一量程為 0.3 V 的電壓表的內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻約 為 300 Ω，除

6、了待測(cè)量的電壓表外，實(shí)驗(yàn)室還有以下實(shí)驗(yàn)器材： A．干電池(電動(dòng)勢(shì)約為 1.5 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)) B．電阻箱 R (最大阻值為 999.9 Ω) 1 C．滑動(dòng)變阻器 R (阻值范圍在 0～200 Ω) 2 D．滑動(dòng)變阻器 R (阻值范圍在 0～10 Ω) 3 E．定值電阻 R (R ＝20 Ω) 4 4 F．定值電阻 R (R ＝200 Ω) 5 5 G．導(dǎo)線假設(shè)干和兩個(gè)開關(guān) S 、S 。 1 2 該小組通過(guò)討論設(shè)計(jì)了如下列圖的電路，并進(jìn)展了以下實(shí)驗(yàn)操作： Ⅰ.選擇好適宜的實(shí)驗(yàn)器材后，按照電路圖連接好電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，

7、 - 3 - / 10 word 閉合開關(guān) S ，將電阻箱的阻值調(diào)至最大值； 2 Ⅱ.將開關(guān) S 閉合，緩慢向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到待測(cè)電壓表的示數(shù)為 0.3 V； 1 Ⅲ.將開關(guān) S 斷開，保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，直到待測(cè)電壓表的 2 示數(shù)為 0.1 V，此時(shí)讀出電阻箱的示數(shù)為 602.0 Ω。 根據(jù)以上操作回答如下問(wèn)題： (1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 ________，定值電阻應(yīng)選擇________。(填器 材所對(duì)應(yīng)的物理符號(hào)) (2)待測(cè)電壓表的內(nèi)阻 R ＝________ Ω。 V

8、(3)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量原理以與操作過(guò)程分析，電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值________(選填“>〞 “＝〞或“<〞)真實(shí)值。如果僅將待測(cè)電壓表?yè)Q成另一個(gè)內(nèi)阻更大的電壓表進(jìn)展測(cè)量，其測(cè) 量值的誤差將________(選填“變大〞“不變〞或“變小〞)。 [解析] (1)該實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器采用了分壓式接法，為了操作方便，應(yīng)選用最大阻值 較小的滑動(dòng)變阻器，應(yīng)當(dāng)選擇 R ；電路中的定值電阻對(duì)電路起保護(hù)作用，由于干電池的電動(dòng) 3 勢(shì)為 1.5 V，如果保護(hù)電阻過(guò)大，如此實(shí)驗(yàn)將無(wú)法進(jìn)展，故定值電阻應(yīng)選 R 。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原 4 0.1 V 理可知 (R ＋602.0 Ω)＝0.3 V，

9、解得待測(cè)電壓表的內(nèi)阻 R ＝301.0 Ω。(3)將開關(guān) S 斷 R V V 2 V 1 開后，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)電壓表的示數(shù)為原來(lái)的 時(shí)，閉合電路的干路電流將減小，故路 3 1 端電壓增大，從而使滑動(dòng)變阻器左邊并聯(lián)局部?jī)啥穗妷涸龃?，即?dāng)電壓表的示數(shù)為原來(lái)的 時(shí)， 3 電阻箱兩端的電壓超過(guò)電壓表兩端電壓的 2 倍，導(dǎo)致所測(cè)量的電阻偏大，所以待測(cè)電壓表內(nèi) 阻的測(cè)量值大于真實(shí)值；如果僅將待測(cè)電壓表?yè)Q成另一個(gè)內(nèi)阻更大的電壓表進(jìn)展測(cè)量，如此 滑動(dòng)變阻器并聯(lián)局部?jī)啥穗妷旱淖兓孔冃。蕼y(cè)量值的誤差將變小。 [答案] (1)R R (2)301.0 (3)> 變小

10、 3 4 4．(2019·湖北四地七校聯(lián)考)在測(cè)定兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用到 的器材有一個(gè)電壓表，一個(gè)電阻箱，一個(gè)定值電阻(R ＝15 Ω)，一個(gè)開關(guān) S，兩節(jié)干電池， 0 假設(shè)干導(dǎo)線，其實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示。 (1)在圖乙的實(shí)物圖中，局部電路已正確連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將余下局部電路連接 - 4 - / 10 I 3 0 0 word 好。 (2)改變電阻箱的阻值 R，用電壓表(量程 0～1.5 V)測(cè)出定值電阻兩端的電壓 U。如下三 組電阻箱阻值 R 的調(diào)節(jié)范圍方案中，比擬合理的方案是________。

11、 A．15～75 Ω B．150～750 Ω C．1 500～7 500 Ω 丙 (3)開關(guān) S 斷開，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其阻值 R ，開關(guān) S 閉合，讀出電壓表的示數(shù) U ；如此 1 1 反復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組正確的數(shù)據(jù) R 和 U ，R 和 U ，……使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出電 2 2 3 3 1 壓表示數(shù)的倒數(shù) 與電阻箱的阻值 R 的關(guān)系圖線如圖丙所示，結(jié)合圖線計(jì)算出兩節(jié)干電池的電 U 動(dòng)勢(shì) E＝________，內(nèi)阻 r＝________。(結(jié)果用 a、b 和 R 表示) 0 (4)用這個(gè)方法測(cè)得的內(nèi)阻和真實(shí)值相比_____

12、___(選填“偏大〞“相等〞或“偏小〞)。 1.5 V [解析] (2)根據(jù)歐姆定律，電路中的最大電流約為 I ＝ ＝0.1 A，所以電路中的 max R 0 E 3 最小電阻約為 R ＝ ＝ Ω＝30 Ω，電壓表的偏轉(zhuǎn)角度一般大于量程的三分之一，故電 min I 0.1 max E E 路中的最大電阻約為 R ＝ ＝ ＝90 Ω，所以電阻箱的最大阻值約為(90－15) Ω＝75 Ω， max I 1 min max 最小阻值等于定值電阻的阻值，所以合理的方案是 A 。(3) 根據(jù)閉合電路歐姆定律有  I ＝ E U 1 1 R ＋r 1

13、 b R ＋r a ，I＝ ，得 ＝ R＋ ，結(jié)合題圖丙有 ＝ ， ＝b，解得 E＝ ，r＝a－ R ＋R＋r R U ER ER ER a ER bR 0 0 0 0 0 0 0 R 。(4)利用歐姆定律求出的電流只是 R 中的電流，由于電壓表的分流作用，所以內(nèi)阻的測(cè)量 0 0 值偏小。 [答案] (1)如下列圖 - 5 - / 10 word a (2)A (3) a－R (4)偏小 bR 0 0 [能力提升練] 5．(2019·重慶大聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組根據(jù)如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻 R 的阻值。其 x 主要步驟如下：

14、 (1)將電阻箱阻值調(diào)為 9.0 Ω 后接入 M、N 之間，閉合開關(guān) S。適當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑 片后，保持滑片的位置不變，改變電阻箱的阻值R，得到 6 組電流表的示數(shù) I 與 R 的數(shù)據(jù)如下 表： 電阻 R/Ω 4.5 6.0 8.0 10.5 12.5 14.5 電流 I/A 0.60 0.46 0.35 0.27 0.23 0.20 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙所示的 I R 圖象中描點(diǎn)并作出圖線。 (2)撤去電阻箱，將待測(cè)電阻 R 接入 M、N 之間，得到電流表讀數(shù)為 0.52 A。利用(1)中 x 測(cè)繪的 I R 圖象可得 R ＝________Ω，

15、考慮到電流表存在內(nèi)阻，待測(cè)電阻的測(cè)量值________(選 x 填“偏大〞“偏小〞或“不受影響〞)。 (3)電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，可認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻增大。如果仍然用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中 測(cè)繪的 I R 圖象測(cè)定某一電阻的阻值，測(cè)量值將________(選填“偏大〞“偏小〞或“不受影 響〞)。假設(shè)想再準(zhǔn)確測(cè)定電阻，可進(jìn)展誤差校正，方法是將一電阻箱接在 M、N 之間，調(diào)節(jié) 電阻箱的阻值為 7.5 Ω，仍要利用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中測(cè)繪的 I R 圖象實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻箱阻值的準(zhǔn) 確測(cè)定，應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器？ - 6 - / 10 word _______________

16、______________________________________。 15 Ω 0.6 A [解析] (1)橫軸每格表示 ＝0.5 Ω，縱軸每格表示 ＝0.02 A，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 30 30 在 I R 圖象中描點(diǎn)連線即可。(2)當(dāng) I＝0.52 A 時(shí)，由圖象讀得 R＝5.3 Ω，即 R ＝5.3 Ω。 x 設(shè)滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變時(shí)接入電路的阻值為 R ，根據(jù)閉合電路歐姆定律有 0 I ＝ E ，I 與 R 的關(guān)系圖線是通過(guò)描點(diǎn)得到的，根據(jù) I 的值可以直接從測(cè)繪的 I R 圖象 R ＋r＋r ＋R 0 A 中讀得待測(cè)電阻的阻值，

17、原理上不存在誤差，即待測(cè)電阻的測(cè)量值不受影響。(3)I R 圖象遵 循 I＝  E ，假設(shè)電池的內(nèi)阻 r 增大，如此同樣的 R 對(duì)應(yīng)的 I 將減小，如此根據(jù)圖線 R ＋r＋r ＋R 0 A 讀得待測(cè)電阻的測(cè)量值將偏大。當(dāng) R＝7.5 Ω 時(shí)從 I R 圖象上讀得對(duì)應(yīng)的電流 I＝0.37 A，假 設(shè)將阻值為 7.5 Ω 的電阻箱接在 M、N 之間，仍要利用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中測(cè)繪的 I R 圖象實(shí) 現(xiàn)對(duì)電阻箱阻值的準(zhǔn)確測(cè)定，如此需要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為 0.37 A。 [答案] (1)如下列圖 (2)5.3(5.2～5.4 均可) 數(shù)為

18、0.37 A  不受影響 (3)偏大  移動(dòng) 滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示 6．(2019·湖南永州聯(lián)考)如圖甲所示為一利用光敏電阻測(cè)量?jī)?chǔ)液罐中液面高度裝置的示 意圖。當(dāng)罐中裝滿液體時(shí)，液面與出液口高度差為h，罐外有一豎直放置的管，管內(nèi)一側(cè)有沿 豎直線排列的多個(gè)光敏電阻，另一側(cè)有一列光強(qiáng)穩(wěn)定的光源。液面上一浮塊與一塊遮光板通 過(guò)定滑輪相連，遮光板可隨浮塊的升降在管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，光敏電阻的總長(zhǎng)度和遮光板的總長(zhǎng) 度都為 h。當(dāng)儲(chǔ)液罐內(nèi)裝滿液體時(shí)，遮光板的上沿與最下面的光敏電阻的下邊緣等高，管內(nèi)的 光均勻地照射在光敏電阻上，光敏電阻和儀表相連?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一電路以

19、利用上述裝置測(cè)量 液面的高度。 - 7 - / 10 x x word 甲 為將問(wèn)題簡(jiǎn)化，假設(shè)管內(nèi)只有 3 個(gè)光敏電阻 R 、R 、R ，分別位于管的上端、下端和中央； 1 2 3 它們的暗電阻均為 R＝10 kΩ，被管內(nèi)光源照亮?xí)r電阻均為 R′＝1.0 kΩ。給定的儀器還有： 直流電源 E(電動(dòng)勢(shì)為 9 V，電阻不計(jì))，3 個(gè)定值電阻，阻值分別為 R ＝2.5 kΩ，R ＝1.8 kΩ， 4 5 R ＝1.5 kΩ；電壓表 V(量程為 0～3 V，內(nèi)阻可視為無(wú)窮大)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線假設(shè)干。 6 要求：當(dāng)罐內(nèi)裝滿液體時(shí)，電壓表恰好為滿

20、量程。 (1)如圖乙所示為某次電壓表的示數(shù)為________V。 (2)選擇適宜的定值電阻，在如圖丙所示虛線框內(nèi)畫出電路圖，并用題中給定的符號(hào)標(biāo)明 圖中各元件。 (3)液面與出液口等高時(shí)電壓表的示數(shù)為________V。(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字) (4)假設(shè)管內(nèi)的光強(qiáng)變暗，使得光敏電阻被照亮?xí)r的阻值變?yōu)?1.2 kΩ，如此定值電阻的 阻值應(yīng)變?yōu)開_______kΩ，便可達(dá)到題目要求。(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字) [解析] (1)電壓表量程為 0～3 V，每小格表示 0.1 V，指針示數(shù)為 1.40 V。(2)當(dāng)罐內(nèi) 裝滿液體時(shí)，3 個(gè)光敏電阻均受到光照射，電阻

21、均為 1.0 kΩ，可把三個(gè)光敏電阻串聯(lián)后再與 R U 定值電阻 R 串聯(lián)，接在直流電源兩端，把電壓表接在定值電阻兩端，如此有 ＝ ，故 3R′＋R E x R ＝1.5 kΩ，電壓表應(yīng)與電阻 R 并聯(lián)構(gòu)成電路，當(dāng)罐內(nèi)裝滿液體時(shí)，電壓表恰好為滿量程。 x 6 (3)當(dāng)液面與出液口等高時(shí)，光源完全被遮光板遮住，此時(shí)三個(gè)光敏電阻的阻值均為 10 kΩ， - 8 - / 10 x x x 如此電壓表的示數(shù)為 U＝ word E R ＝0.43 V。(4)假設(shè)光敏電阻被照亮?xí)r的阻值變?yōu)?1.2 kΩ， 3R＋R 6 6 ER′

22、 為使電壓表滿量程，如此定值電阻的阻值變?yōu)?R′ ，R′ 滿足 3 V＝ ，解得 R′ ＋3×1.2 kΩ x R′ ＝1.8 kΩ。 x [答案] (1)1.40 (2)如下列圖 (3)0.43 (4)1.8 題  押題依據(jù) 內(nèi)容 號(hào) 核心考點(diǎn) 核心素養(yǎng) 測(cè) 電 源 的 電 遷移應(yīng)用伏阻法測(cè)量電源的電動(dòng) 科學(xué)探究：利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 動(dòng) 勢(shì) 和 內(nèi) 電 勢(shì)和內(nèi)阻，角度新穎，綜合性強(qiáng) 表現(xiàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)形結(jié)合。 阻 某同學(xué)僅用一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和假設(shè)干導(dǎo)線測(cè)量某一

23、電源的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r。 (1)請(qǐng)你根據(jù)上述器材，設(shè)計(jì)出測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，并按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn) 電路進(jìn)展實(shí)物連接，圖甲中已連好了局部電路，要求在不變動(dòng)已有電路的前提下，正確完成 其余電路的連接。 (2)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)屢次改變電阻箱的阻值 R 并測(cè)得對(duì)應(yīng)的電壓 U，再根據(jù)多組 R、U 數(shù) U U 據(jù)作出 U 圖象，如此 U 圖線為圖乙中的________(填“①〞或“②〞)圖線。 R R (3)該電源的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值為 E ＝________V，內(nèi)阻 r ＝________Ω。(結(jié)果保存兩位小 測(cè) 測(cè) 數(shù)) - 9 - / 10

24、 測(cè) word [解析] (1)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)電路圖如圖(a)所示，所以實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物連線圖如圖(b) 所示。 U U U (2)由閉合電路歐姆定律可得 U 圖線的表達(dá)式為 U＝E－ r，所以 U 圖線為圖乙中的① R R R 圖線。 U (3)U 圖線的縱軸截距為該電源的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值，如此 E ＝1.47 V，圖線的斜率絕對(duì)值 R 測(cè) 1.47－1.00 為該電源內(nèi)阻的測(cè)量值，有 r ＝ Ω＝0.98 Ω。 0.48 [答案]  (1)見解析圖 (2)① (3)1.47(1.46～1.48 均正確) 0.98(0.96～1.00 均正 確) - 10 - / 10