2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題12 電學(xué)實驗檢測題.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題12 電學(xué)實驗檢測題 (8分)現(xiàn)給出兩個阻值不同的電阻R1和R2,用多用電表按正確的操作程序分別測出它們的阻值,測量R1時選用“100”歐姆擋,其阻值如下圖中指針①所示,R1= Ω;測量R2時選用“10”歐姆擋,其阻值如下圖中指針②所示,R2= Ω。將某一小量程的電流表改裝成大量程的電流表,其中改裝后量程較大的是電流表與 (填“R1”或“R2”) 聯(lián)(填“串”或“并”)的。 2.(10分)如下圖甲為多用電表的示意圖,現(xiàn)用它測量一個阻值約為20Ω的電阻,測量步驟如下: (1)調(diào)節(jié) ,使電表指針停在指針對準 的“0”刻線(填“電阻”或“電流”)。 (2)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”檔的 位置。(填“1”、“10”、“100”或“1k”) (3)將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔,并將兩表筆短接,調(diào)節(jié) ,使電表指針對準 的“0”刻線(填“電阻”或“電流”)。 (4)將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸,若電表讀數(shù)如下圖乙所示,該電阻的阻值為 Ω。 (5)測量完畢,將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置。 3. (8分)如下圖所示是電子拉力計的示意圖,金屬彈簧右端和滑動觸頭P固定在一起(彈簧的電阻不計,P與R1之間的摩擦不計)。定值電阻R0;電阻R1是用均勻電阻絲密繞在瓷管上做成的(類似于滑動變阻器),其長度為10cm,阻值R1=300Ω,電源電動勢E=3V,內(nèi)阻不計。理想電流表的量程為0~100mA。當(dāng)拉環(huán)不受拉力時,觸頭P剛好不與電阻R1接觸(即電路斷開)。彈簧的勁度系數(shù)為10000N/m。 (1)電路中連入的R0阻值至少應(yīng)為 Ω。 (2)設(shè)計中需要將電流表上的電流數(shù)值改為拉力的數(shù)值,那么在原電流表的40mA處應(yīng)改為 N。分析可知,拉力計的刻度是否均勻 。(填寫“均勻”或“不均勻”) (3)為了使拉力計的量程增大應(yīng)采用的措施是(只填寫一條) 。 4.(6分)某待測電阻Rx(阻值約20Ω)?,F(xiàn)在要較準確地測量其阻值,且測量時要求兩電表的讀數(shù)均大于其量程的1/3,實驗室還有如下器材: A.電流表A1(量程150mA,內(nèi)阻r1約為10Ω) B.電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻r2=30Ω) C.定值電阻R0(100Ω) D.滑動變阻器R(0~10Ω) E.直流電源E(電動勢約4V,內(nèi)阻較小) F.開關(guān)S與導(dǎo)線若干 (1)在右圖中虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的電路圖,并將圖中元件標上相應(yīng)符號; (2)用已知量和一組直接測得的量寫出測量電阻Rx的表達式為 。 5.(8分)(1)為了測量電源的電動勢和內(nèi)阻,在實驗室里我們通常采取下圖甲電路測量,請根據(jù)電路圖甲連接實物圖。 (2)由于電壓表和電流表內(nèi)阻的影響,下圖甲所示電路存在系統(tǒng)誤差,為了消除這一影響,某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗方案:選擇兩塊量程合適的電壓表V1和V2,一個滿足實驗要求的電阻箱R,電鍵若干。設(shè)計如下圖乙所示的測量電路,該同學(xué)進行了如下的主要測量步驟: ①閉合電鍵S2,斷開電鍵S1、S3,記下此時電壓表V2的讀數(shù) ②閉合S3,斷開S1,S2,調(diào)節(jié)電阻箱R,當(dāng)電壓表V2的讀數(shù)與①步驟的讀數(shù)相同時,讀出電阻箱的阻值為R0 ③閉合S1、S2,斷開S3,記下V1的示數(shù)U1 ④再斷開S1,記下V1和V2的示數(shù)U1′和U2′ 請利用以上的測量數(shù)據(jù)寫出該電源的電動勢和內(nèi)阻的測量值表達式E= ,r= 。 6.(6分)如下圖所示為一電學(xué)實驗的原理圖。該實驗可用來測量待測電阻Rx的阻值(約500Ω)。實物圖所給兩電流表量程相同,內(nèi)阻都很小。實驗步驟如下: (1)調(diào)節(jié)電阻箱,使它的阻值R0與待測電阻的阻值接近;將滑動變阻器的滑動頭調(diào)到最右端; (2)合上開關(guān)S; (3)將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動, 使兩個電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn); (4)記下兩個電流表和的讀數(shù)I1和I2; (5)多次改變滑動變阻器滑動頭的位置,記下和的多組讀數(shù)I1和I2; (6)求Rx的平均值。 回答下面問題: (1)不計電流表內(nèi)阻的影響,用I1、I2和R0表示Rx的公式為Rx= 。 (2)考慮電流表內(nèi)阻的影響,用I1、I2、R0、的內(nèi)阻r1、的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx= 。 7.(8分)一微安表的刻度盤只標注了表示量程Ig=100μA的刻度線,尚未標注其他分刻度線,請用下列全部器材測量微安表的內(nèi)阻: 待測微安表:內(nèi)阻Rg約為2kΩ 毫伏表:量程250mV,最小分度5mV,內(nèi)阻約為1kΩ 滑動變阻器R1:0~50Ω 滑動變阻器R2:0~3kΩ 直流電源E:電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r約為1Ω 單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干 (1) 在如右圖所示的實驗電路原理圖上標明所選用的滑動變阻器。 (2)下面是主要的實驗操作步驟,將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上: 第一步:斷開S,按電路原理圖連接器材,將兩個滑動變阻器 R1、R2的觸頭分別置于合理的位置; 第二步:閉合S,分別調(diào)節(jié)R1和R2至適當(dāng)位置, 。 (3)用已知量和測得量的符號表示微安表的內(nèi)阻Rg= 。 8.(8分)某同學(xué)設(shè)計如下圖所示電路用來測量電源的電動勢和內(nèi)阻,其中電流表內(nèi)阻為RA。 (1)實驗時,應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到 。(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改變電阻箱的阻值R,分別測出通過電流表的電流I。 下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是 (選填“1”或“2”) 方案編號 電阻箱的阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點,繪出的-R圖象是一條直線。若直線的斜率為k,在坐標軸上的截距為b,則該電源的電動勢E= ,內(nèi)阻r= 。(用k、b和RA表示) 9.(10分)測量“水果電池”的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,將一銅片和一鋅片分別插入同一只蘋果內(nèi),就構(gòu)成了簡單的“水果電池”,其電動勢約為1.5V,可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡。原因是流過小燈泡的電流太小了,經(jīng)實驗測定電流約為3mA?,F(xiàn)有下列器材: 待測“水果電池” 電流表:滿偏電流3mA,電阻約10Ω 電壓表:量程0~1.5V,電阻約1000Ω 滑動變阻器R1:0~30Ω 滑動變阻器R2:0~30kΩ 開關(guān)、導(dǎo)線等實驗器材 (1)本實驗選用上面所示的實驗原理圖,應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動變阻器? 。(填寫儀器代號) (2)在實驗中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值,得到U—I圖象如上圖所示,根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù),則“水果電池”的電動勢E= V,內(nèi)電阻r= Ω。 (3)若不計測量中的偶然誤差,用這種方法測量得出的電動勢和內(nèi)電阻的值與真實值相比較,電動勢E (選填“偏大”或“相等”或“偏小”),內(nèi)電阻r (選填“偏大”或“相等”或“偏小”)。 10.(8分)一個標有“2.5V,0.3A”字樣的小燈泡,現(xiàn)要測定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率,有下列器材可供選擇: A.電壓表V(0~3V,內(nèi)阻RV=3kΩ) B.電流表G(0~500μA,內(nèi)阻RG=600Ω) C.電阻箱R1(0~99.99Ω) D.滑動變阻器R2(10Ω,2A) E.滑動變阻器R3(1kΩ,0.5A) F.電源(直流4V,內(nèi)阻不計) (1)為保證實驗安全、準確、操作方便,應(yīng)選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線外,還需要 (均用器材對應(yīng)的字母填寫) (2)根據(jù)你設(shè)計的實驗電路,完成上面實物圖的連線。 (3)根據(jù)你的設(shè)計,若從儀表盤上讀到的數(shù)據(jù)分別為U、IG,則小燈泡在該條件下的功率表達式為 (均用字母表示)。表達式中除U、IG外,其他符號的意義為 。 11.(10分)用下列器材組裝成一個電路,既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r,又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。 A.電壓表V1(量程6V、內(nèi)阻很大) B.電壓表V2(量程3V、內(nèi)阻很大) C.電流表A(量程3A、內(nèi)阻很小) D.滑動變阻器R(最大阻值10Ω、額定電流4A) E.小燈泡(2A、5W) F.電池組(電動勢E、內(nèi)阻r) G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干 實驗時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,多次測量后發(fā)現(xiàn):若電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減小。 (1) 請將設(shè)計的實驗電路圖在下方的虛線方框中補充完整。 (2)每一次操作后,同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),組成兩個坐標點(I,U1)、(I,U2),標到U—I坐標中,經(jīng)過多次測量,最后描繪出兩條圖線,如下圖所示,則電池組的電動勢E= V、內(nèi)阻r= Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)在U—I坐標中兩條圖線在P點相交,此時滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)為 Ω,電池組的效率為 (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 12.(10分)測量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度的器材如下: A.待測螺線管L(符號):繞制螺線管金屬絲的電阻率為ρ,電阻RL約為100Ω B.螺旋測微器 C.電流表A1:量程100μA,內(nèi)阻RA1=500 Ω D.電流表A2:量程0.6A,內(nèi)阻RA2=15Ω E.電壓表V1:量程6 V,內(nèi)阻RV1=4 kΩ F.電壓表V2:量程3V,內(nèi)阻RV2=2kΩ G.定值電阻:R0=50Ω H.滑動變阻器R′:全電阻約為1kΩ I.電源E:電動勢9V,內(nèi)阻忽略不計 J.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干 (1)實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如上圖所示,其示數(shù)為d= mm。 (2)根據(jù)所給實驗器材,電流表選用 ,電壓表選用 (填寫實驗器材前面的字母)。 (3)根據(jù)所給實物圖,在右側(cè)方框中作出實驗原理圖。 (4)若測得的金屬絲直徑用d表示,電流表G的讀數(shù)用I表示,電壓表V的讀數(shù)用U表示,則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度L= 。 1.【命題立意】本題考查多用電表讀數(shù)以及電表改裝。 【思路點撥】歐姆檔讀數(shù)時需要乘以倍率。 【答案】(每空2分)900 300 R2 并 【解析】用面板讀數(shù)乘以倍率即為讀數(shù),故R1=900Ω,R2=300Ω。把小量程的電流表改裝成大量程電流表,需要并聯(lián)一個小電阻。 2.【命題立意】本題考查多用電表的使用。 【思路點撥】使用多用電表測量電阻,注意倍率選擇和歐姆調(diào)零。 【答案】(除標注外,每空2分)(1)調(diào)零螺絲 電流 (2)1 (3)調(diào)零旋鈕 (1分) 電阻 (1分)(4)19.0 【解析】使用多用電表歐姆檔,先機械調(diào)零。中值電阻為15Ω,測量20Ω的電阻時,要使用1的倍率,然后進行歐姆調(diào)零;由刻度盤和倍率可知,測量電阻的阻值為19.0Ω。 3.【命題立意】本題考查傳感器相關(guān)知識。 【思路點撥】根據(jù)歐姆定律和胡克定律解答。 【答案】(每空2分)(1)30 (2)850 不均勻 (3)更換勁度系數(shù)更大的彈簧 【解析】(1)當(dāng)P移動到R1的最右端時,電流表恰好滿偏,則有。(2),,解得x=8.5cm,F(xiàn)=kx=850N;由于電流與拉力不成正比,所以刻度不均勻。(3)換勁度系數(shù)更大的彈簧,彈簧伸長相同的長度時,需要的拉力更大。 4.【命題立意】本題考查電阻的測量。 【思路點撥】本題沒有電壓表,要把電流表改裝成電壓表使用。 【答案】(1)如右圖所示(4分)(2)(2分)【解析】從題給出的器材中知,這里對電阻Rx的測量可用伏安法來設(shè)計電路。由于題給出的器材中沒有電壓表,而電流表A2的內(nèi)阻r2已知,因此電壓表可由電流表A2和固定電阻R0(100Ω)串聯(lián)。通過計算我們不難發(fā)現(xiàn),這種設(shè)計完全符合題中的測量要求??紤]到題給出的其它器材規(guī)格與要求,控制電路宜采用分壓式控制電路。完整的實驗電路設(shè)計成如右圖所示。進行實驗時在某次合適的測量中,記下A1表與A2表的示數(shù)分別為I1 與I2,則有(I1-I2)Rx=I2(r2+R0),故。 5.【命題立意】本題考查電源電動勢的測量。 【思路點撥】根據(jù)實驗電路,連接實物圖。根據(jù)歐姆定律列方程求解電動勢和內(nèi)阻。 【答案】(1)如右圖所示(4分)(2)(2分);(2分) 【解析】(1)略(2)設(shè)電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r,電壓表V2的電阻為R。由步驟①②可知,電壓表V1的電阻為R0。由步驟③可知電壓表V1和電源構(gòu)成閉合電路,則。由步驟④可知,電壓表V1、電壓表V2和電源構(gòu)成閉合電路,則,,聯(lián)立解得;。 6.【命題立意】本題考查電流表內(nèi)阻的測量。 【思路點撥】根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)知識求解。 【答案】(1)(3分)(2)(3分)【解析】(1)若不計電流表內(nèi)阻,則有:I1R0=I2Rx,故(2)若考慮電流表內(nèi)阻,則有:I1(r1+R0)=I2(r2+Rx),故有: 7.【命題立意】本題考查電表內(nèi)阻的測量。 【思路點撥】微安表只有滿偏電流刻度線,必須使微安表滿偏從而測電流。把毫伏表與微安表串聯(lián),從而測量微安表兩端的電壓。需要注意兩個滑動變阻器,一個作粗調(diào),一個作細調(diào)。 【答案】(1)如右圖所示(3分)(2)使微安表滿偏,記下這時毫伏表的示數(shù)U (2分)(3)(3分) 【解析】(1)微安表內(nèi)阻比較大,因而把阻值較小的滑動變阻器用作分壓接法,從而粗調(diào)電壓;而阻值較大的滑動變阻器用作限流接法,從而微調(diào)電壓。而微安表和毫伏表的內(nèi)阻比較接近,因而兩者并聯(lián),所作電路圖如右圖所示。(2)因要使用微安表的刻度,故而必須使微安表滿偏,記下此時毫伏表的示數(shù)。(3)根據(jù)歐姆定律可知,微安表的內(nèi)阻為。 8.【命題立意】本題考查測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗。 【思路點撥】在閉合開關(guān)時需要保護電流表不被燒壞,因而需要調(diào)節(jié)電阻箱,使其阻值最大。根據(jù)歐姆定律,把表達式變換成題中需要的函數(shù)形式,在根據(jù)數(shù)學(xué)知識求解即可。 【答案】(每空2分)(1)最大值 (2)2 (3) 【解析】(1)為保護電流表,將電阻箱的電阻調(diào)到最大值;(2)實驗時,若電阻箱的阻值太大,電流很小,實驗誤差大,所以比較合理的是方案2;(3)由閉合電路的歐姆定律有:,整理得,所以,,解得,。 9.【命題立意】本題考查電源電動勢和內(nèi)阻的測量,同時考查誤差分析。 【思路點撥】根據(jù)教材上測量電源內(nèi)阻和電動勢的原理分析,但是要注意電流表和電壓表的位置關(guān)系。 【答案】(每空2分)(1)R2 (2)1.5V 500Ω (3)相等 偏大 【解析】(1)“水果電池”電動勢約為1.5V,電流約為3mA,估算其內(nèi)阻約為500Ω,要使電路電流變化范圍大一些,需要選用與電源內(nèi)阻接近的滑動變阻器,故選用R2。(2)根據(jù)圖象可知:縱截距表示電動勢,斜率絕對值表示內(nèi)阻。故電動勢為1.50V,內(nèi)電阻為500Ω。(3)根據(jù)歐姆定律可得,,由此可知電動勢E測量值等于真實值,而內(nèi)電阻測量值大于真實值,因為還包含電流表內(nèi)阻。 10.【命題立意】本題考查實驗器材的選取、實物圖的連接和功率的計算。 【思路點撥】根據(jù)小燈泡的額定電壓和電流確定電壓表和電流表,再根據(jù)題意確定滑動變阻器的選擇。 【答案】(1)ACD(2分)(2)實物連線圖如右圖所示(4分) (3) (2分);其中RG、RV分別是電流表G、電壓表V的內(nèi)阻,R1是把電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻(2分) 【解析】(1)由于要測量小燈泡在不同電壓下的電功率,需要測量小燈泡的電壓和電流,但電流表量程太小,需要并聯(lián)電阻箱改裝,故選A、C。電壓要從0開始變化,滑動變阻器采用分壓接法,選用阻值較小的,故選D。(2)控制電路采用滑動變阻器分壓接法,測量電路由于小燈泡電阻較小,改裝后的電流表采用外接法。實物電路圖如上圖所示。(3)電壓表和小燈泡并聯(lián),故通過小燈泡的電流為,故小燈泡的功率為。 11.【命題立意】本題考查雙測電路,既能測量電源電動勢和內(nèi)阻,又能測量小燈泡的伏安特性曲線。 【思路點撥】在雙測電路中有兩種形式:一種是通過單刀雙擲開關(guān)實現(xiàn),其本質(zhì)就是兩個測量電路測量不同的物理量;另一種形式就是通過多個電表測量多個物理量,然后根據(jù)電路知識得到不同的物理量。在具體解答時根據(jù)不同題目選擇解題思路。 【答案】(每空2分)(1)如右圖所示;(2)4.5 1.0 (3)0 56% 【解析】(1)先作出測量電源內(nèi)阻和電動勢的電路圖,然后在此基礎(chǔ)上增加伏安特性曲線電路,需要注意,小燈泡額定電壓為2.5V,且電阻較小,故伏特表直接與小燈泡并聯(lián),而電壓表則測量路端電壓,電路如右圖所示。(2)根據(jù)圖象可知,傾斜的直線為計算電源電動勢和內(nèi)阻的圖線,該圖線的縱截距為電動勢大小,圖線斜率的絕對值為電源內(nèi)阻大小。據(jù)此可知電動勢E=4.5V,r=1.0Ω(3)由圖象可知,小燈泡兩端電壓為2.5V,電源內(nèi)電壓為2V,故滑動變阻器連入電路阻值為0。電源的效率為100%=56%。 12.【命題立意】本題考查實驗器材的選取、螺旋測微器讀數(shù)和電阻的測定。 【思路點撥】根據(jù)電阻定律可得導(dǎo)線的長度。 【答案】(1)1.1250.001(2分)(2)C(1分) E(1分)(3)如右圖(4分) (4) (2分) 【解析】(1)讀數(shù)為1.1250.001 (2)由于電源電動勢為9V,故電壓表采用E。估算電流最大為0.09A,故電流表選C。(3)實驗原理如右圖所示(4)電壓表V通過的電流為,- 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