2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí)收尾二輪專題突破檢測 電學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)（均為2020年高考題及模擬題）

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1、電學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn) (60分鐘　100分) 1.(10分)(2020·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖): (1)下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的　　 。(填選項(xiàng)前的字母) A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí),應(yīng)放上單縫和雙縫 B.測量某條干涉亮紋位置時(shí),應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊 C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距Δx= (2)測量某亮紋位置時(shí),手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為　　　 mm。 2.(10分)(2020·資陽二模)在“測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,有以下器材

2、: A.待測干電池組E(電動(dòng)勢約為4.5V,內(nèi)阻r約2Ω) B.電壓表(量程3 V、內(nèi)阻很大) C.電流表(量程0.5 A、內(nèi)阻很小) D.滑動(dòng)變阻器(0～20Ω) E.電阻箱R0(0～999.9Ω,用作定值電阻) F.電鍵、導(dǎo)線若干 (1)圖甲中,電阻箱面板顯示其阻值R0=　　　　Ω。 (2)圖乙為用以上器材連接的不完整的電路,為完成實(shí)驗(yàn),請?jiān)谝覉D中補(bǔ)畫出一根導(dǎo)線構(gòu)成完整實(shí)驗(yàn)電路。 (3)利用實(shí)驗(yàn)測得的多組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù),繪出了如圖丙所示的U-I關(guān)系圖線,若圖線在U軸的截距為U0,在I軸的截距為I0,則可以求得電池組電動(dòng)勢E=　　　　,內(nèi)阻r=　　　　　　

3、。(用給定的物理量符號(hào)表示)。 3.(10分)(2020·錦州模擬)實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下: ①待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測)一只, ②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只, ③電池組(電動(dòng)勢約為3V,內(nèi)阻約1Ω), ④滑動(dòng)變阻器一個(gè), ⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0～9999Ω)一個(gè), ⑥開關(guān)和導(dǎo)線若干。 某同學(xué)利用上面所給器材,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作: (1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認(rèn)為其中相對比較合理的是　　　(選填“甲”或“乙”

4、)電路。 (2)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān)S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和　　　　　　　(填上文字和符號(hào))。 (3)選擇下面的坐標(biāo)軸,作出相應(yīng)的直線圖線,其中合理的是　　　　。 A.U-I　　　B.U-　　　C.-R　　　D.U-R (4)設(shè)直線圖像的斜率為k、截距為b,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達(dá)式RV=　　　　。 4.(10分)(2020·漳州二模)某同學(xué)想用如圖甲所示的電路描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室提供下列器材: A.電壓表V1(0～5 V,內(nèi)阻約5 kΩ) B.電壓表V2(0～15 V,內(nèi)阻30 kΩ) C.電流表A(0～25 m

5、A,內(nèi)阻約0.2Ω) D.滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω,額定電流1.5 A) E.滑動(dòng)變阻器R2(0～1000Ω,額定電流0.5 A) F.定值電阻R0 G.熱敏電阻RT H.直流電源(電動(dòng)勢E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω) I.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干 (1)為了保證實(shí)驗(yàn)的安全,滑動(dòng)變阻器的滑片在開關(guān)閉合前應(yīng)置于　　　(選填“a端”“中央”或“b端”)。 (2)該同學(xué)選擇了適當(dāng)?shù)钠鞑慕M成描繪伏安特性曲線的電路,得到熱敏電阻電壓和電流的7組數(shù)據(jù)(如表),請你在坐標(biāo)紙上作出熱敏電阻的伏安特性曲線。 電壓U/V 0.0 1.0 2.0 2.4 3.0 3.6 4.0 電流

6、I/mA 0.0 1.8 5.8 8.0 11.8 16.0 20.0 (3)由此曲線可知,該熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而　　　　(選填“增大”或“減小”)。該同學(xué)選擇的電壓表是　　　(選填“A”或“B”),選擇的滑動(dòng)變阻器是　　　(選填“D”或“E”)。 (4)若將該熱敏電阻RT與一定值電阻R0和電源組成如圖乙所示電路,現(xiàn)測得電路中電流為15mA,則定值電阻的阻值R0=　　　　Ω。 5.(15分)(2020·北京高考)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。 (1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計(jì)),滑動(dòng)變阻器(0～50Ω,額定電流2A),開關(guān)和導(dǎo)線若

7、干以及下列電表 A.電流表(0～3 A,內(nèi)阻約0.025Ω) B.電流表(0～0.6 A,內(nèi)阻約0.125Ω) C.電壓表(0～3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) D.電壓表(0～15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) 為減小測量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用　　　,電壓表應(yīng)選用　　　(選填器材前的字母);實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的　　　 (選填“甲”或“乙”)。 (2)如圖是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線。請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線。 (3)接通開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻

8、的測量值Rx==　　　　Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 (4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是　　　;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是　　　。(選填選項(xiàng)前的字母) A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值 C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值 D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值 (5)在不損壞電表的前提下,將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動(dòng)距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是　　　 。 6.(15分)使用多用電表測量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等

9、效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián),兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端。現(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí),將多用電表調(diào)至“×1Ω”擋,調(diào)好零點(diǎn);電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空: (1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為　　　(選填“紅”或“黑”)色; (2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為　　　 　Ω,電流表的讀數(shù)為 　　　　mA,電阻箱的讀數(shù)為　　　　Ω

10、; (3)將圖甲中多用電表的兩表筆短接,此時(shí)流過多用電表的電流為　　　mA;(保留3位有效數(shù)字) (4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為　　 　V。(保留3位有效數(shù)字) 7.(15分)(2020·山東高考)(1)圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí),應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的　　　　(選填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測量;示數(shù)如圖乙所示,該鋼筆帽的內(nèi)徑為　　　　mm。 (2)霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一,近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展。如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH,這

11、個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),UH為霍爾電壓,且滿足UH=k,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。 ①若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電,電流與磁場方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測量UH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與　　　　(選填“M”或“N”)端通過導(dǎo)線相連。 ②已知薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測量相應(yīng)的UH值,記錄數(shù)據(jù)如表所示。 I/×10-3A 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 UH/×10-3V 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2

12、 6.8 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上畫出UH-I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為　　　　　　　　　　　×10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效數(shù)字)。 ③該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量,取兩個(gè)方向測量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測量電路。S1、S2均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)。為使電流自Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向　　　　(選填“a”或“b”),S2擲向　　　　(選填“c”或“d”)。 為了保證測量安全,該同學(xué)改進(jìn)了測量電路,將一合適的定值電阻串接在電路中。在保持其他連接不變的情況下,該定值

13、電阻應(yīng)串接在相鄰器件　　　　　和 　　　　(填器件代號(hào))之間。 8.(15分)(2020·南京模擬)某同學(xué)要測量一電阻Rx(阻值約18Ω)的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:電池組E(電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻約1Ω);電流表(量程0～0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω);電壓表(量程0～3V,內(nèi)阻約5kΩ);電阻箱R(阻值范圍0～99.99Ω,額定電流1A);開關(guān)S,導(dǎo)線若干。 (1)為使測量盡可能準(zhǔn)確,應(yīng)采用下面圖甲給出的　　　　所示電路進(jìn)行測量。 (2)如表中記錄了電阻箱阻值R及對應(yīng)電流表、電壓表的測量數(shù)據(jù)I、U,請?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上作出-圖像,根據(jù)圖像得出電阻Rx的測量值為　　　　Ω。 次數(shù) 1 2

14、 3 4 5 R/Ω 8 12 16 20 24 I/A 0.44 0.36 0.32 0.29 0.25 U/V 2.30 2.40 2.57 2.60 2.70 /Ω-1 0.19 0.15 0.12 0.11 0.09 /Ω-1 0.13 0.08 0.06 0.05 0.04 (3)此實(shí)驗(yàn)中電阻Rx的測量值與真實(shí)值相比　　　　(選填“偏大”或“偏小”)。 答案解析 1. 【解析】(1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫,A選項(xiàng)不正確。目鏡分劃板中心應(yīng)與亮紋中心對齊,使得移動(dòng)過程測

15、出的條紋間距較為準(zhǔn)確,B選項(xiàng)正確。目鏡移過n條亮紋,則亮條紋間距Δx=,C選項(xiàng)正確,故選A。 (2)主尺讀數(shù)是1.5mm,螺旋讀數(shù)是47.0×0.01 mm,因此示數(shù)為1.970 mm。 答案:(1)A　(2)1.970 2.【解析】(1)電阻箱面板阻值 R0=(100×0+10×0+8×1+0.1×0)Ω=8.0Ω (2)乙圖中電壓表未連入電路,可使電壓表的“+”接線柱和電阻箱連接,如圖所示 (3)電路I=0時(shí),E=U0,滑動(dòng)變阻器連入電阻為零時(shí),電流最大,最大I0=,所以r=-R0。 答案:(1)8.0　(2)見解析 (3)U0　-R0 3.【解析】由于電壓表內(nèi)阻約3

16、kΩ,若電壓表與電流表串聯(lián)測量,則電流小于1mA,對于量程3A的電流表,指針幾乎不偏轉(zhuǎn),改變滑動(dòng)變阻器的電阻時(shí),電路中的電流基本不變,所以不能準(zhǔn)確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,電路甲不合理;對于電路乙,閉合開關(guān)S,選取電阻箱的不同阻值R,對應(yīng)記錄電壓表的讀數(shù)U,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和電阻箱的阻值R。由閉合電路歐姆定律,E=U+U·(R+r),可變換成=+r+R,由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電池組內(nèi)阻r,可以略去r項(xiàng),寫成=+R,選擇-R,作出相應(yīng)的直線圖線。圖線斜率k=,截距b=,所以電壓表內(nèi)阻RV=。 答案:(1)乙　(2)電阻箱的阻值R (3)C　(4) 4.【解析】(1)為

17、了保證實(shí)驗(yàn)的安全,在閉合開關(guān)的瞬間,應(yīng)使流過電流表的電流最小,則應(yīng)將滑片置于a端。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),再用平滑的曲線連接各點(diǎn),圖像如圖所示。 (3)圖像中曲線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而減小;圖像中電壓測量的最大值為4.0V,故電壓表應(yīng)選A;為了便于調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,應(yīng)在安全的情況下選最大阻值較小的D。 (4)當(dāng)電路中電流I=15mA時(shí),由圖像可得U=3.5V,則R0+r=,解得R0=166Ω。 答案:(1)a端　(2)圖見解析 (3)減小　A　D　(4)166 5.【解析】(1)由于電源電動(dòng)勢為4V,15 V的電壓表量程太大,讀數(shù)誤差太

18、大,故電壓表應(yīng)選C;當(dāng)電壓表滿偏時(shí),電路中的最大電流約為Im==0.6A,電流表應(yīng)選B;又因?yàn)?600?=40,電流表應(yīng)外接,故電路應(yīng)選甲。 (2)根據(jù)電路圖甲進(jìn)行實(shí)物連接,如圖所示。 (3)根據(jù)電表讀數(shù)I=0.50A,U=2.60V,則被測電阻為Rx==5.2Ω。 (4)甲圖中電流表測量的是流過被測電阻與電壓表的電流之和,故B正確;乙圖中電壓表測量的是被測電阻與電流表的電壓之和,故D正確。 (5)由于隨著滑片的移動(dòng),Rx兩端的電壓增大,說明電路中電流增大,變阻器接入電路的電阻減小,設(shè)變阻器的最大電阻為R,單位長度電阻絲阻值為k,則Rx兩端的電壓為U=,由此得隨x的增大,U增大,但

19、不是簡單的線性關(guān)系,又當(dāng)x=0時(shí),U最小,且U=>0,隨x的增大,電壓的變化加快,故A正確。 答案:(1)B　C　甲　(2)見解析圖　(3)5.2 (4)B　D　(5)A 6.【解析】(1)根據(jù)“紅進(jìn)黑出”的一般原則,對多用電表,電流從紅表筆進(jìn)入多用電表,從黑表筆流出多用電表,由于設(shè)計(jì)電路圖中a表筆接在電流表的正極,故a表筆為多用電表的黑表筆。 (2)多用電表讀數(shù)為R=14.0Ω;電流表讀數(shù)為I=53.0mA;電阻箱讀數(shù)為4×1Ω+6×0.1Ω=4.6Ω。 (3)多用電表接外電路時(shí),考慮到多用電表表頭的電流刻度是均勻的,其表頭偏轉(zhuǎn)的格數(shù)與表盤總格數(shù)之比為26∶50,而多用電表接外電路

20、時(shí),外電路電流表示數(shù)為I=53.0mA,設(shè)兩表筆短接時(shí)通過多用電表的電流為I0,則=,解得I0=102mA。 (4)設(shè)多用電表內(nèi)阻為r,已知外電路電阻為R=14.0Ω,多用電表接外電路時(shí):E=I(r+R),多用電表兩表筆短接時(shí):E=I0r,聯(lián)立解得多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢E=1.54V。 答案:(1)黑　(2)14.0　53.0　4.6　(3)102　(4)1.54 7.【解析】(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的特點(diǎn)可知,應(yīng)用游標(biāo)卡尺的短測量角A測量物體的內(nèi)徑;游標(biāo)卡尺為20分度,因此,游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,該鋼筆帽的內(nèi)徑為d=11mm+0.05mm×6=11.30mm; (2)①該題中電流

21、是由正電荷的定向移動(dòng)形成的,根據(jù)左手定則可知,正電荷由P向Q運(yùn)動(dòng)的過程中,在洛倫茲力的作用下向M一側(cè)偏轉(zhuǎn),因此,M一側(cè)積累了正電荷,N側(cè)積累了負(fù)電荷,M、N之間存在電勢差,且M一側(cè)為正極,電壓表的正極應(yīng)該與M連接;②在坐標(biāo)紙上描出各坐標(biāo)點(diǎn),用一條平滑的直線連接各坐標(biāo)點(diǎn),在坐標(biāo)紙上作出UH-I圖線。 根據(jù)圖線可知=k=,將B=0.10T,d=0.40mm代入, 解得:k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1 ③為使電流自Q端流入,P端流出,S1應(yīng)擲向b,S2擲向c;為了保證測量安全,串接在電路中的定值電阻應(yīng)該在任何操作下都確保所有儀器安全,定值電阻應(yīng)該接在干路上,且對電源有保護(hù)作用,

22、故定值電阻應(yīng)該接在S1與E之間(或接在S2與E之間)。 答案:(1)A　11.30　(2)①M(fèi)?、赨H-I圖線見解析　1.5?、踒　c　S1　E(或S2　E) 8.【解析】(1)由于待測電阻阻值較小,采用電流表外接;由于電流表量程太大,需要給待測電阻并聯(lián)一可讀出電阻值的分流電阻,所以選擇電路圖A。 (2)利用描點(diǎn)法作出-圖像,根據(jù)電路圖A,利用歐姆定律和并聯(lián)電路規(guī)律,+=I,解得=+。對照圖像,圖像在縱軸截距的倒數(shù)為待測電阻阻值,即Rx=Ω=16.4Ω。 (3)因電壓表的分流作用,圖像在縱軸上的截距應(yīng)為+,因此測得的Rx值偏小。 答案:(1)A　(2)圖像見解析　16.4　(3)偏小