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

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1、word 專題限時集訓(xùn)(十四) (建議用時:40 分鐘) [專題通關(guān)練] 1.(易錯題)圖甲游標(biāo)卡尺讀數(shù)為________cm,圖乙螺旋測微器讀數(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 易錯點(diǎn)評:不理解游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的原理是讀數(shù)出錯的主要原因。 2.(易錯題)有一個小燈泡上標(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.滑動變阻器(0~10 Ω,允許通過的最大電流為 2 A) F

3、.滑動變阻器(0~500 Ω,允許通過的最大電流為 1 A) G.學(xué)生電源(直流,電源電動勢為 6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干 - 1 - / 10 word (1) 實(shí)驗(yàn)時,選用圖甲的電路圖而不選用圖乙的電路圖來完成實(shí)驗(yàn),請說明理由: ________。 (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)通過實(shí)驗(yàn)測量得到的數(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 圖線所測的數(shù)據(jù)需從零開始,并要多取幾組數(shù)據(jù),故滑動 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)中移動滑動變阻器的滑片時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 圖線所測的數(shù)據(jù)需從零開始,并要多取幾組數(shù)據(jù),故滑動 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 易錯點(diǎn)評:不能合理地選擇和使用電學(xué)儀器是造成出錯的主要原因。 3.(原創(chuàng)題)某物理興趣實(shí)驗(yàn)小組測量一量程為 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(電動勢約為 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.滑動變阻器 R (阻值范圍在 0~200 Ω) 2 D.滑動變阻器 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)干和兩個開關(guān) S 、S 。 1 2 該小組通過討論設(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,緩慢向右移動滑動變阻器的滑片,直到待測電壓表的示數(shù)為 0.3 V; 1 Ⅲ.將開關(guān) S 斷開,保持滑動變阻器的滑片不動,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,直到待測電壓表的 2 示數(shù)為 0.1 V,此時讀出電阻箱的示數(shù)為 602.0 Ω。 根據(jù)以上操作回答如下問題: (1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,滑動變阻器應(yīng)選擇 ________,定值電阻應(yīng)選擇________。(填器 材所對應(yīng)的物理符號) (2)待測電壓表的內(nèi)阻 R =________ Ω。 V

8、(3)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的測量原理以與操作過程分析,電壓表內(nèi)阻的測量值________(選填“>〞 “=〞或“<〞)真實(shí)值。如果僅將待測電壓表換成另一個內(nèi)阻更大的電壓表進(jìn)展測量,其測 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 較小的滑動變阻器,應(yīng)當(dāng)選擇 R ;電路中的定值電阻對電路起保護(hù)作用,由于干電池的電動 3 勢為 1.5 V,如果保護(hù)電阻過大,如此實(shí)驗(yàn)將無法進(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)為原來的 時,閉合電路的干路電流將減小,故路 3 1 端電壓增大,從而使滑動變阻器左邊并聯(lián)局部兩端電壓增大,即當(dāng)電壓表的示數(shù)為原來的 時, 3 電阻箱兩端的電壓超過電壓表兩端電壓的 2 倍,導(dǎo)致所測量的電阻偏大,所以待測電壓表內(nèi) 阻的測量值大于真實(shí)值;如果僅將待測電壓表換成另一個內(nèi)阻更大的電壓表進(jìn)展測量,如此 滑動變阻器并聯(lián)局部兩端電壓的變化量變小,故測量值的誤差將變小。 [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)在測定兩節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用到 的器材有一個電壓表,一個電阻箱,一個定值電阻(R =15 Ω),一個開關(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),測得多組正確的數(shù)據(jù) R 和 U ,R 和 U ,……使用測得的數(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 動勢 E=________,內(nèi)阻 r=________。(結(jié)果用 a、b 和 R 表示) 0 (4)用這個方法測得的內(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測量待測電阻 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)移動滑動變阻器的滑 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 測繪的 I R 圖象可得 R =________Ω,

15、考慮到電流表存在內(nèi)阻,待測電阻的測量值________(選 x 填“偏大〞“偏小〞或“不受影響〞)。 (3)電池長時間使用后,可認(rèn)為電動勢不變,內(nèi)阻增大。如果仍然用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中 測繪的 I R 圖象測定某一電阻的阻值,測量值將________(選填“偏大〞“偏小〞或“不受影 響〞)。假設(shè)想再準(zhǔn)確測定電阻,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)中測繪的 I R 圖象實(shí)現(xiàn)對電阻箱阻值的準(zhǔn) 確測定,應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動變阻器? - 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,由圖象讀得 R=5.3 Ω,即 R =5.3 Ω。 x 設(shè)滑動變阻器滑片的位置不變時接入電路的阻值為 R ,根據(jù)閉合電路歐姆定律有 0 I = E ,I 與 R 的關(guān)系圖線是通過描點(diǎn)得到的,根據(jù) I 的值可以直接從測繪的 I R 圖象 R +r+r +R 0 A 中讀得待測電阻的阻值,

17、原理上不存在誤差,即待測電阻的測量值不受影響。(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 對應(yīng)的 I 將減小,如此根據(jù)圖線 R +r+r +R 0 A 讀得待測電阻的測量值將偏大。當(dāng) R=7.5 Ω 時從 I R 圖象上讀得對應(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)中測繪的 I R 圖象實(shí) 現(xiàn)對電阻箱阻值的準(zhǔn)確測定,如此需要移動滑動變阻器的滑片,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 滑動變阻器的滑片,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量儲液罐中液面高度裝置的示 意圖。當(dāng)罐中裝滿液體時,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 過定滑輪相連,遮光板可隨浮塊的升降在管內(nèi)上下運(yùn)動,光敏電阻的總長度和遮光板的總長 度都為 h。當(dāng)儲液罐內(nèi)裝滿液體時,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、利用上述裝置測量 液面的高度。 - 7 - / 10 x x word 甲 為將問題簡化,假設(shè)管內(nèi)只有 3 個光敏電阻 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(電動勢為 9 V,電阻不計(jì)),3 個定值電阻,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)阻可視為無窮大),開關(guān)一個,導(dǎo)線假設(shè)干。 6 要求:當(dāng)罐內(nèi)裝滿液體時,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標(biāo)明 圖中各元件。 (3)液面與出液口等高時電壓表的示數(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,3 個光敏電阻均受到光照射,電阻

21、均為 1.0 kΩ,可把三個光敏電阻串聯(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,電壓表恰好為滿量程。 x 6 (3)當(dāng)液面與出液口等高時,光源完全被遮光板遮住,此時三個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 核心考點(diǎn) 核心素養(yǎng) 測 電 源 的 電 遷移應(yīng)用伏阻法測量電源的電動 科學(xué)探究:利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 動 勢 和 內(nèi) 電 勢和內(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)僅用一個電壓表、一個電阻箱、一個開關(guān)和假設(shè)干導(dǎo)線測量某一

23、電源的電動勢 E 和內(nèi)阻 r。 (1)請你根據(jù)上述器材,設(shè)計(jì)出測量電源的電動勢和內(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 并測得對應(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)該電源的電動勢測量值為 E =________V,內(nèi)阻 r =________Ω。(結(jié)果保存兩位小 測 測 數(shù)) - 9 - / 10

24、 測 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勢測量值,如此 E =1.47 V,圖線的斜率絕對值 R 測 1.47-1.00 為該電源內(nèi)阻的測量值,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

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