高考物理7.docx
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高考物理7.docx
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高考物理7
一、实验题
1.(2015·厦门二模)
(1)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①将K旋转到电阻挡“×100”位置.
②将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件____(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线.
③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图甲所示.为使测量比较精确,应将选择开关旋到________(选填:
“×1”“×10”“×1k”)的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量.
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系式为______;
(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3V的电压表内阻.该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1k”的倍率挡,并将红、黑表笔短接调零后,应选用图丙中________(选填“A”或“B”)方式连接.在进行了正确的连接、测量后,欧姆表的读数如图丁所示,读数为________Ω,这时电压表的读数为如图戊所示.若该欧姆挡内阻为24kΩ,则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为________V(计算结果保留两位有效数字).
答案
(1)D “×10”
(2)I=
(3)A 30k 2.9
解析
(1))①②将K旋转到电阻挡“×100”的位置;②将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件D,使指针对准电阻的“0”刻度线;③将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,说明所选挡位太大,应换“×10”;
(2)根据图乙,多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律,则有:
I=
;(3)欧姆表的正插孔与内部电源的负极相连,与电压表构成一闭合回路,电流从负插孔流出,进入电压表的正接线柱,所以选择图A正确;欧姆表的读数为:
30×1k=30kΩ,电压表的读数为:
1.60V.
由题意知欧姆表的内阻为24kΩ,与电压表的内阻30kΩ串联,由欧姆定律可知
E=I(R+r)=
×(2.4×104+3×104)V≈2.9V
命题立意 本题旨在考查用多用电表测电阻
2.
(2015·山东模拟)某学习小组的同学设计了如图所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r.
实验器材有:
待测电源,待测电阻R0,电流表A(量程为0.6A,内阻不计),电阻箱R(0~99.9Ω),开关S1和S2,导线若干.
(1)先测电阻R0的阻值.请将学习小组同学的操作补充完整:
先闭合S1和S2,调节电阻箱,读出其示数R1和对应的电流表示数I,然后____________________,使电流表的示数仍为I,读出此时电阻箱的示数R2.则电阻R0的表达式为R0=________________.
(2)同学们通过上述操作,测得电阻R0=9.5Ω,继续测电源的电动势E和内阻r.该小组同学的做法是:
闭合S1,断开S2,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I,如下表数据:
组数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
0
3.0
6.0
12.0
18.0
电流I/A
0.50
0.40
0.33
0.25
0.20
①请根据给定的坐标系并结合以上数据描点作图.
②利用图像求出该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)
答案
(1)断开S2,调节电阻箱的阻值 R1-R2
(2)①见图 E=6.0V,r=2.5Ω
解析 根据实验原理确定实验方法及步骤,依据闭合电路欧姆定律求解;采用描点法作出对应的伏安特性曲线.根据图像和闭合电路欧姆定律可求得电动势和内电阻.
(1)器材中只有电流表而没有电压表,无法由伏安法求出电阻;故只能利用电阻箱得出待测电阻的阻值;当电路中电流相同时,电阻也应相同;因此可以控制电流相等,利用电阻箱的电阻,得出待测电阻的阻值;因此缺少的步骤应为:
再将S2断开,调节电阻箱使电流表的示数仍为I;而待测电阻等于两次电阻箱的示数之差:
即:
Rx=R1-R2
(2)由闭合电路欧姆定律可知:
E=U1+I1r
E=U2+I2r
代入数据联立解得
E=6V,r=2.5Ω
命题立意 本题旨在考察测电源的电动势和内阻
3.(2015·山东模拟)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:
待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表
(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,将S2切换到b,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=________.
(2)若甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:
闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的
-
图线,则电源电动势E=________V,电阻R2=________Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:
闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了相应的
-
图线,根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围________(选填“较大”“较小”或“相同”),所以________同学的做法更恰当些.
答案
(1)
R
(2)1.4(或
) 1.2
(3)较小 甲
4.(2015·云南模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.某同学连好的实物图如甲所示.
(1)在以下电流表中选择合适的一只是________;
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω);
电流表A2(量程600mA,内阻约0.5Ω);
电流表A3(量程100mA,内阻约3Ω)
(2)该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好.但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为________;
(3)实验测得的部分数据如表,请在图乙所示的坐标纸上作出该元件的I-U图像;
电压(V)
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
电流(A)
0.08
0.20
0.28
0.34
0.41
0.44
(4)若将该灯泡与一个4Ω的定值电阻串联,直接接在电动势为2V内阻不计的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=________W(保留两位有效数字).
答案
(1)A2
(2)g (3)如解析图 (4)0.25
分析
(1)根据灯泡额定电流选择电流表;
(2)根据图甲所示实物电路图,分析清楚电路结构,然后根据各电路元件的连接方式作出电路图.(3)电源与定值电阻整体组成一个等效电源,在图像中作出电源的I-U图像;(4)由图像找出电路电流与灯泡电压,然后由P=UI求出灯泡功率.
解析
(1)灯泡额定电流I=
=
=0.5A,故电流表选A2(量程600mA,内阻约5Ω),
(2)调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数不能调为零,说明滑动变阻器采用了限流接法,由电路图可知,导线g断了.(3)根据题目中给出的数据利用描点法可得出对应和图像如图所示;
(4)电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源,在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图像,
两图像的交点坐标值为:
U=1V,I=0.25A,
灯泡功率为:
P=UI=1V×0.25A≈0.25W.
命题立意 描绘小电珠的伏安特性曲线.本题考查伏安法测量灯泡伏安特性曲线,要注意明确图像法的应用,知道灯泡的电阻随温度的升高而增大
6.(2015·菏泽二模)某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,有如下器材:
电流表A1(量程300mA,内阻约为5Ω);
电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω);
电压表V(量程15V,内阻约为3kΩ);
滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流为1A);
滑动变阻器R2(0~50Ω,额定电流为0.01A);
电源E(电动势3V,内阻较小);
定值电阻R0(5Ω);单刀单掷开关一个、导线若干.
实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差.
(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选____________;
(2)在下面方框内画出测量A1内阻的电路原理图,并在图中标出所用仪器的代号;
(3)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为r1=________;上式中各符号的物理意义是_____________.
答案
(1)R1
(2)原理图见下图
(3)
R0 I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数,R0是定值电阻的电阻大小
解析
(1)为便于调节,滑动变阻器应选总阻值较小的R1;
(2)电源电动势3V,故电压表V(量程15V,内阻约为3kΩ)不可用;为精确测量电流表A1两端的电压值,应将定值电阻R0(5Ω)与被测电流表A1并联,再与电流表A2串联,实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差,控制电路应采用分压式.(3)r1的表达式为r1=
=
R0,I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数,R0是定值电阻的电阻大小.
命题立意 考查电流表内阻的测量
9.(2015·广东模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示;金属丝的电阻大约为4Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
①
从图中读出金属丝的直径d为________mm.
②在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:
电动势约4.5V,内阻很小;
电流表A1:
量程0~0.6A,内阻RA1等于1Ω;
电流表A2:
量程0~3.0A,内阻RA2约0.025Ω;
电压表V:
量程0~3V,内阻约3kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值50Ω;
开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是________.
应该选用的滑动变阻器是________.
③根据所选的器材,在方框中画出实验电路图.
④若按照以上电路图测出电流值为I,电压值为U,金属丝长度为L,则电阻率ρ的表达式为:
ρ=____________,忽略测量读数中的偶然误差,则算出的电阻率与真实值相比:
________(填”偏大”“偏小””相等”).
答案 ①0.520 ②A1 R1 ③如答图所示④(
-RA1)
相等
10.(2015·贵阳一模)有一个电压表V,其内阻为30kΩ、量程约25V~35V,共有30个均匀小格,但刻度数值已经模糊.为了测量其量程并重新刻度,现提供下列器材选用:
标准电压表V1:
量程0~3V,内阻为3kΩ
标准电压表V2:
量程0~6V,内阻为1kΩ
电流表A:
量程0~3A,内阻未知
滑动变阻器R:
总阻值1kΩ
稳压电源E:
30V,内阻不能忽略
电键、导线若干
(1)根据上述器材,有一位同学设计了如图所示的实验电路图,请指出此电路中测量部分存在的问题:
________.
(2)请设计一个合理的电路图,画在方框内,将所选用的器材用相应的符号表示(要求测量多组数据,并尽可能提高测量的精确度);选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式Ug=________;式中各字母的意义是:
________.
分析
(1)将电流表与电压表串联时,电流表A的量程太大,电压表的内阻太大,电压表与电流表串联时实际流过的电流太小,电流表的指针偏转会不明显.
(2)本实验的目的是测量电压表的量程,可采用与标准电压表比较的方式进行,将二电表串联,根据串联电路的规律可算出电压表的量程.
答案
(1)电流表量程太大,电压表与电流表串联时实际流过电流表的电流太小,电流表的指针偏转不明显
(2)
电路图如图所示
;N为V表指针所指格数,U1为V1表读数.
解析
(1)此电路设计存在的问题:
电流表A的量程太大,电压表的内阻较大,电压表与其串联时实际流过电流表的电流太小,即电流表的指针偏转不明显.
(2)由题意可知,待测电压表内阻已知,则将两表串联接入电路,两表中的电流相等,由标准电表可求得电流值,通过计算可求得待测电压表的量程;因两电压表阻值较大,而滑动变阻器阻值较小,故滑动变阻器采用分压接法;故电路如答案图所示;由欧姆定律可求得,通过两电压表的电流为:
I=
,
则待测电压表两端的电压为:
I×30000=10U1
此时指针指示的格数为N,则有:
×Um=10U1;
解得量程为:
Ug=
,其中N:
直流电压表V指针所指格数,U1:
标准电压表V1的读数.
命题立意 测量电压表量程
11.(2015·河南模拟)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻约几千欧)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是________Ω.
(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是________.其理由是_________________________________________________________.
(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好.
(4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:
__________________________________________________________;
(5)用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=________.
答案
(1)3000
(2)丙;乙图中电流表的示数太小,误差太大.丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小.
(3)实物图连接如图所示:
(4)实验步骤:
①闭合K1,再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2.
②
R
解析
(1)选用×100倍率,读数为30×100Ω=3000Ω.
(2)较为合理的是丙图,因为电阻较大,乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小;
(3)实物图如答案图.
(4)需要直接测量的物理量是K2闭合、断开时伏特表读数U1和U2;K2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者串联,电流相等,即
=
,所以RV=
R.
命题立意 本题考查了欧姆表的使用方法,电路的选择,要根据实际情况分析不同的电路图误差的原因及误差大小,选择最佳电路图,难度稍大
12.(2015·江苏模拟)测定一卷阻值约为30Ω的金属漆包线的长度,实验室提供下列器材:
A.电流表A:
量程0.6A,内阻RA约为20Ω
B.电压表V:
量程15V,内阻RV约为4kΩ
C.学生电源E:
可提供0~30V直流电压
D.滑动变阻器R1:
阻值范围0~10Ω
E.滑动变阻器R2:
阻值范围0~500Ω
F.电键S及导线若干
(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻,滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”),并将方框中的电路图补画完整.
(2)根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图,则电压表的示数U为________V,电流表的示数I为________A.
(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,则这一卷漆包线的长度L=________(用U、I、d、ρ表示).
答案
(1)R1 图见解析
(2)13.5、0.46 (3)
解析
(1)题目中给出的电源电压为30V,而给出的电压表量程为15V,为了便于控制,采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选小电阻D(R1);
电路图如图所示:
(2)电压表量程为15V,故最小分度为0.5V,故读数为13.5V,电流表量程为0.6A,最小分度为0.02A,则指针示数为:
0.46A;
(3)由电阻定律可知:
RL=
=ρ
=ρ
漆包线的长度:
L=
命题立意 本题旨在考查伏安法测电阻
13.(2015·扬州高三测试)甲、乙两位同学要测量一未知电阻Rx的阻值(阻值约1kΩ),实验室提供的器材如下:
A.待测电阻Rx
B.电源E:
电动势约为3V
C.电流表A1:
量程为5mA,内阻r1不超过10Ω
D.电流表A2:
量程为1mA,内阻r2为50Ω
E.滑动变阻器R:
最大阻值为50Ω
F.电阻箱R′:
阻值0~9999.9Ω
G.开关、导线若干
(1)由于没有电压表,甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3V的电压表,则电流表A2应与电阻箱________(填“串联”或“并联”),电阻箱的阻值应为________Ω.
用
表示A2改装后的电压表,在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是________.
(2)为测量电阻Rx,乙同学设计了如下电路,实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定,无论怎样调节电阻箱,分压电路的输出电压变化都很小.他的操作步骤如下:
A.将滑动变阻器的滑片P放在最左端,闭合开关S;
B.将电阻箱的阻值调节到零,调节滑动变器,使电流表A2的指针达到满偏;
C.保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针达到半偏;
D.读出电阻箱的示数,记为R0;
E.断开开关,整理器材.
请你根据已知量与测量量,写出待测电阻Rx的表达式________.该测量值与真实值相比________(填“偏大”或“偏小”).
答案
(1)串联 2950 B
(2)R0-r2 偏大
解析
(1)根据串联电阻具有分压作用可知,应将电流表A2与电阻箱串联;
由U=I2(r2+R)
解得R=
-r2=2950Ω
由于待测电阻满足
<
,所以电流表A1应采用内接法;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻,所以变阻器应采用分压式接法,即电路应是分压内接电路,所以应选B电路;
(2)根据串并联规律,当电流表满偏时应有:
IA2=
①
电流表半偏时应有
IA2=
②
联立以上两式解得Rx=R0-r2
由于以上实验是在认为变阻器的输出电压不变的情况下得出的,实际上当电阻箱从零变大后,由电路动态分析可知变阻器的输出电压应变大,所以当电流表半偏时,
②式应为:
IA2=
③
即U
命题立意 本题旨在考查伏安法测电阻
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