近年高考物理电路的试题汇编.docx
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近年高考物理电路的试题汇编
近年高考物理电路的试题汇编
(1)半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一点.在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出,半径OA的方向恰好与v的方向相同,如图所示.若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,重力加速度为g,则小球抛出时距O的高度h=________,圆盘转动的角速度大小ω=________.
(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图所示.
①若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些______________________________.
②实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号).
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③平衡摩擦后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车的速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:
______________________.
④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号).
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力
(3)现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:
多用电表(仅可使用欧姆挡);
一个电池组E(电动势6V);
一个滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流1A);
两个相同的电流表G(内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA);
两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω);
一个电键S、导线若干.
①为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是________(填字母代号).
A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆
B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量
D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量
②根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.
9.
(1)gR22v2
2nπvR(n∈N*)
(2)①刻度尺、天平(包括砝码)
②D
③可在小车上加适量的砝码(或钩码)
④CD
(3)①AC
②如图所示
22.[2014•山东卷]实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω•m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
图甲 图乙
电流表:
量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:
量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值20Ω;
定值电阻:
R0=3Ω;
电源:
电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).
22.[答案]
(1)R2 a
(2)如右图所示.
(3)2.30(2.29、2.31均正确).
(4)94(93、95均正确).
[解析]
(1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为Rx=ρlS=1.7Ω,而R0+Rx=4.7Ω,根据电路图,电压表的量程是3V,电源的电动势为6V,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7Ω.为了多测几组数据,以保证实验结果的准确性,滑动变阻器应选R2.
(2)略.
(3)电压表最小刻度表示0.1V,应该按照110估读进行读数,所以读数为2.30V.
(4)因为Rx=UI-R0=ρlS,所以l=UI-R0Sρ=94m.
34.[2014•广东卷]
(1)某同学设计的可调电源电路如图22(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合开关S.
①用电压表测量A、B两端的电压:
将电压表调零,选择0~3V挡,示数如图22(b)所示,电压值为________V.
②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于________端.
③要使输出电压U变大,滑片P应向________端滑动.
④若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在________的风险(选填“断路”或“短路”).
(a) (b)
(2)B5某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.
①如图23(a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表.由数据算得劲度系数k=________N/m.(g取9.80m/s2)
砝码质量(g)50100150
弹簧长度(cm)8.627.636.66
②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小________.
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为________.
④重复③中的操作,得到v与x的关系如图23(c).由图可知,v与x成________关系.由上述实验可得结论:
对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的________成正比.
(a) (b)
(c)
34.
(1)①1.30 ②A ③B ④短路 [解析]①据十分之一估读法,应该为1.30V;
②接通电路前,应该使滑片置于A端,用电器上的电压为0,这样才能起到保护外电路的作用;
③要增大外电路电压,需要使滑片滑向B端;
④若电源电路输出端短路,电源电路中没有接入保护电阻,则当滑片滑至B端时,电路就会短路,电源被烧毁.
(2)①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量的平方
[解析]根据F1=mg=kΔx1,F2=2mg=kΔx2,有ΔF=F1-F2=kΔx1-kΔx2,则k=0.490.0099N/m=49.5N/m,同理可以求得k′=0.490.0097N/m=50.5N/m,则劲度系数为k=k+k′2=50N/m.
②滑块离开弹簧后做匀速直线运动,故滑块通过两个光电门时的速度相等.
③在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能;
④图线是过原点的倾斜直线,所以v与x成正比;弹性势能转化为动能,即E弹=12mv2,即弹性势能与速度平方成正比,则弹性势能与压缩量平方成正比.
J2 闭合电路的欧姆定律
11.[2014•四川卷]如图所示,水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h,与图示电路相连,金属板厚度不计,忽略边缘效应.p板上表面光滑,涂有绝缘层,其上O点右侧相距h处有小孔K;b板上有小孔T,且O、T在同一条竖直线上,图示平面为竖直平面.质量为m、电荷量为-q(q>0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O点发射,沿p板上表面运动时间t后到达K孔,不与板碰撞地进入两板之间.粒子视为质点,在图示平面内运动,电荷量保持不变,不计空气阻力,重力加速度大小为g.
(1)求发射装置对粒子做的功;
(2)电路中的直流电源内阻为r,开关S接“1”位置时,进入板间的粒子落在b板上的A点,A点与过K孔竖直线的距离为l.此后将开关S接“2”位置,求阻值为R的电阻中的电流强度;
(3)若选用恰当直流电源,电路中开关S接“1”位置,使进入板间的粒子受力平衡,此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度B只能在0~Bm=21+5m21-2qt范围内选取),使粒子恰好从b板的T孔飞出,求粒子飞出时速度方向与b板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示).
J3 电路综合问题
J4 实验:
描绘小电珠的伏安特性曲线
22.[2014•浙江卷]小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值.
(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出.
第22题图1
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图2所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的.
第22题图2
(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.
22.[答案]
(1)如图所示
第22题图1
第22题图2
(2)“×”
(3)作图见第22题图2用“×”连线R=(1.1~1.3)Ω;用“○”连线R=(1.5~1.7)Ω
[解析]
(1)由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式,电压表选择量程3V,电流表采用外接法.
(2)外接法由于电压表分流,测得的电阻比内接法测得的要小,故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的.
(3)用“×”数据点连直线,斜率为铅笔芯的电阻,考虑误差因素,R=(1.1~1.3)Ω,用“○”数据点连直线,同理得R=(1.5~1.7)Ω.
22.(6分)[2014•新课标Ⅱ卷]
在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx的阻值约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,
结果由公式Rx=UI计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则______(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
22.[答案]Rx1 大于 小于
[解析]RVRx=2000Ω200Ω=10,RxRA=200Ω10Ω=20,故RVRx 33.[2014•新课标Ⅱ卷][物理——选修3—3](15分) (1)下列说法正确的是________. A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 (2)如图所示,两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通: A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的14,活塞b在气缸正中间. (i)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度; (ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升,活塞a上升的距离是气缸高度的116时,求氧气的压强. J5 实验: 测定金属的电阻率 J6 实验: 把电流表改装成电压表 J7 实验: 测定电源的电动势和内阻 2.[2014•天津卷]如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置.闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( ) A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开开关S 2.B [解析]本题考查含有电容器的动态电路及受力平衡等知识点,为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动,就要使电容器两板之间的场强E不变.电路稳定后,和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不产生影响,而增大R1的阻值将使电容器两端的电压增大,根据E=Ud可知,E增大,故A错误;增大R2的阻值,电容器两端的电压不变,E不变,故B正确;增大两板间的距离,E减小,故C错误;断开开关S,电容器两端的电压发生改变,D错误. 4.[2014•天津卷]如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么( ) A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷 B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C.微粒从M点运动到N点动能一定增加 D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加 4.C [解析]本题是对带电微粒在复合场中的运动、动能定理、机械能守恒定律、受力分析的综合考查,通过图像中的运动轨迹,无法判断电场力的方向,只能判断出微粒所受的合外力方向竖直向下,运动过程中合力的方向与运动方向的夹角为锐角,合外力做正功,微粒的动能增加,A、B错误,C正确.由于不能判断出电场力的方向,所以机械能的变化也不能确定,D错误. 23.[2014•新课标全国卷Ⅰ]利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有: 待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S. 图(a) 实验步骤如下: ①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S; ②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R; ③以1I为纵坐标,R为横坐标,作1I-R图线(用直线拟合); ④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b. 回答下列问题: (1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则1I与R的关系式为________. (2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表.答: ①________,②________. R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0 I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077 I-1/A-16.998.00②10.011.011.913.0 (3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1Ω-1,截距b=________A-1. (4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω. 23. (1)1I=RA+R1ER1R+1ERA+RA+R1R1(r+R0) (2)0.110 9.09 (3)1.0(或在0.96~1.04)之间,6.0(或在5.9~6.1之间) (4)3.0(或在2.7~3.3之间),1.0(或在0.6~1.4之间) [解析]本题考查了测量电源电动势和内电阻的实验. (1)根据闭合电路欧姆定律有 E=IRAR1+I(R+R0+r)+IRA. 代入数据,化简得 1I=(RA+R1)ER1R+1ERA+R1R1(R0+r)+RA. (2)电流表每小格表示4mA,因此电流表读数是0.110A,倒数是9.09A-1. (3)根据坐标纸上给出的点,画出一条直线,得出斜率k=1.0A-1•Ω-1,截距b=6.0A-1. (4)斜率k=RA+R1ER1,因此E=3.0V,截距b=1ERA+RA+R1R1(r+R0),因此r=bE3-5=1.0Ω. 24.[2014•新课标全国卷Ⅰ]公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m.设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25,若要求安全距离仍为120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度. 24.2m/s(或72km/h) [解析]设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a0,安全距离为s,反应时间为t0,由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg=ma0① s=v0t0+v202a0② 式中,m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度. 设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为μ,依题意有 μ=25μ0③ 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,安全行驶的最大速度为v,由牛顿第二定律和运动学公式得 μmg=ma④ s=vt0+v22a⑤ 联立①②③④⑤式并代入题给数据得 v=20m/s (72km/h).⑥ 19. (2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻. ①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA,内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只阻值为________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1; ②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路; 甲 乙 ③某次实验的数据如下表所示: 测量次数12345678 电压表V读数 U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46 改装表A读数 I/mA20406080100120140160 该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________. ④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现: 电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________.(填选项前的字母) A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小 C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大 19.[答案] (1)60.10 4.20 (2)①1.0 ②如图所示 ③1.66 充分利用已测得的数据 ④CD [解析]金属杆的长度通过毫米刻度尺读出来,毫米刻度尺读数时要读到最小刻度的下一位,即要有估读数位,如图甲所示,读数为60.10cm,其中最后一个“0”为估读数;金属杆的直径通过游标卡尺读出来,游标卡尺的读数是主尺读数加上游标尺的读数,注意没有估读,如图乙所示,读数为: 4mm+10×0.02mm=4.20mm. [解析]①由串、并联电路的特点可得: R1=IgrgIA-Ig=100×10-6×2.0×103200×10-3-100×10-6Ω=1.0Ω; ②从电源正极出发,沿电流的流向依次连线,注意电流要由两电表的正接线柱流入,由负接线柱流出; ③E-U=I(r内+R0),则-ΔU=ΔI(r内+R0),所以(r内+R0)=-ΔUΔI=U1-U5I5-I1=U2-U6I6-I2=U3-U7I7-I3=U4-U8I8-I4=(U1+U2+U3+U4)-(U5+U6+U7+U8)(I5+I6+I7+I8)-(I1+I2+I3+I4)=5.66Ω,所以r内=5.66Ω-R0=1.66Ω,逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据,减小实验误差; ④电压表的读数等于路端电压,所以电压表内阻对测量结果没有影响,选项A错误;滑动变阻器用来改变路端电压,对测量结果没有影响,选项B错误;若R1的实际阻值偏小,则电流表的实际量程偏大,电流表的读数比实际值偏小,电池组的内阻测量值偏大,选项C正确;R0的实际阻值偏大时,电池组的实际内阻比测量值偏小,选项D正确. 23.[2014•全国卷]现要测量某电源的电动势和内阻.可利用的器材有: 电流表A,内阻为1.00Ω;电压表V;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干.某同学设计的测量电路如图(a)所示. (1)按图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端. 图(a) 图(b) (2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示.根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图线. I(mA)1931531116930 U(V)2.512.592.682.762.84 图(c) (3)根据U-I图线求出电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留2位有效数字) 23. (1)连接如图所示. (2)U-I图线略. (3)2.90(在2.89~2.91之间均给分) 1.03(在0.93~1.13之间均给分) [解析]本题考查电源电动势和内电阻的测量. (1)实物连线要注意连接主干电路,最后再连接电压表. (2)根据坐标纸上描出的各点,连接成一条直线,尽量使得各点对称分布在直线两旁. (3)图像直线纵轴截距表示电源电动势,斜率绝对值表示电源内电阻. 21.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差. (1)应该选择的实验电路是图1中的________(选填“甲”或“乙”). 甲 乙 图1 (2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(0~15V) B.电压表(0~3V) C.滑动变阻器(0~50Ω) D.滑动变阻器(0~500Ω) 实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母) (3)某位同学记录的
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