2019高考物理大二轮优选新题：题型二实验题电学实验专项训练含答案

2019高考物理大二轮优选新题：题型二实验题电学实验专项训

练含答案

(时间:45分钟 满分:100分)

1.(16分)某兴趣小组用测定金属丝的电阻率的实验方法测出金属丝的长度,他们查得金属丝电阻率为ρ,并粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,实验室中有以下供选择的器材: A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)

B.电流表A1(0~3 A,内阻0.012 5 Ω) C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约为0.125 Ω) D.电压表V1(0~3 V,内阻4 kΩ) E.电压表V2(0~15 V,内阻15 kΩ)

F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A) G.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A) H.开关,导线若干。

(1)为了使实验电路更节能,且测量结果尽量准确,测金属丝电阻时电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填写仪器前字母代号)

(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。

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(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图,则直径d= mm。

(4)若用d表示直径,测得电阻为R,则金属丝的长度为 。 2.(16分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。 A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V,内阻为几欧姆 B.直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3 kΩ C.定值电阻R0未知

D.滑动变阻器R,最大阻值为Rm E.导线和开关

(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。

甲 乙

(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0= (用U10、U20、Rm表示)。

丙

(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两

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节干电池的总电动势E= ,总内阻r= 。(均用k、a、R0表示)

3.(16分)(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。

甲

实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃,实验得到的R2-t数据见下表。

t/30.25.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 ℃ 0 R2/900.680500.390.320.270.240.Ω 0 . 0 0 0 0 0 0 回答下列问题:

(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端;

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(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;

乙 丙

(3)由图乙可得到RT在25~80 ℃范围内的温度特性,当t=44.0 ℃时,可得RT= Ω;

(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为 Ω,则手心温度为 ℃。

4.(16分)在探究小灯泡的伏安特性时,所用小灯泡上标有“2.5 V,0.6 W”字样,实验室提供的器材有:

A.电流表A1(内阻约为5 Ω、量程为0~25 mA) B.电流表A2(内阻约为1 Ω,量程为0~300 mA) C.电压表V1(内阻约为5 kΩ、量程为0~3 V) D.电压表V2(内阻约为15 kΩ、量程为0~15 V)

E.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω、额定电流为0.6 A) F.滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω、额定电流为0.2 A) G.稳压电源E(电动势为9.0 V、内阻可忽略) H.开关一个、定值电阻若干、导线若干 由以上信息回答下列问题:

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(1)实验前设计的电路图如图甲所示。为了减小实验误差,该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为 (选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡,应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为 (选填“1 Ω”“10 Ω”“30 Ω”或“100 Ω”)。

甲 乙

(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后,在图乙中用笔画线代替导线,将实物完整连接起来。

(3)连接好电路后,通过改变滑动变阻器的滑片位置,并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3 V、内阻r=5 Ω的电源上,每个小灯泡所消耗的实际功率为 W。(结果保留两位有效数字)

丙

5.(18分)实际电流表都有内阻,为了测量电流表G1的内阻rg,提供的器材如下:

①待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω) ②电流表G2 (0~15 mA,内阻约100 Ω) ③定值电阻R1(R1=150 Ω) ④滑动变阻器R2(0~20 Ω)

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⑤电源(电动势为3 V) ⑥开关S及导线若干

(1)为了使测量结果尽量精确,设计并在虚线框中画出实验的电路图。 (2)对照所画电路图连接如图所示的实物图。

(3)闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录G1和G2的读数I1和I2,则待测电流表的内阻可表示为rg= 。

6.(18分)(2016·全国卷Ⅲ)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。

(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议: A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流

其中正确的是 (填入正确选项前的标号)。 答案：

1.答案 (1)C D F

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(2)如图所示 (3)0.950

(4)

解析 (1)由于电源电动势为3 V,电表读数要达到半偏,则电压表选D;

由I=可知,电路中最大电流约为0.5 A,则电流表选C;

为了节能和使测量结果尽量准确,滑动变阻器采用限流接法,故滑动变阻器电阻不能太大,选F;

(2)为了使测量结果尽量准确,由Rx=5 Ω,则有Rx<,可知电流表采用外接法,电路见答案图;

(3)由主尺上读出0.5 mm,螺旋尺上读数为45.0×0.01 mm,d=0.950 mm;

(4)由电阻定律R=ρ和S=π

得L=。

2.答案 (1)见解析图 (2)Rm

(3)

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解析(1)根据如题图甲所示的实物连接图画原理图,要注意两个电压表所测部分,V1测滑动变阻器的电压,V2测路端电压。

(2)由电路连接关系可知,所以有R0=Rm。

(3)由闭合电路欧姆定律可知E=U2+r,整理可得U1=U2-E,所以有k=,可得r=。由题图可知:当U1=0时U2=a,即可得E=a=a。

3.答案 (1)b

(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线

[]

(3)450.0 (4)620.0 33.0

解析 (1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。

(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。 (3)从R2-t曲线中可读出t=44.0 ℃时R2=450.0 Ω,所以RT=R2=450.0 Ω。

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(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0的点,其横坐标为33.0 ℃。 4.答案 (1)B、C、E 10 Ω (2)如图所示 (3)0.21(0.20~0.23)

解析 (1)小灯泡的额定电压为2.5 V,电压表选C;小灯泡的额定电流I==0.24 A=240 mA,电流表选B,滑动变阻器采用分压式,选最大阻值较小

的E。

为保护滑动变阻器,保护电阻R0的阻值至少为R=-Rm=5 Ω 故保护电阻选阻值为10 Ω的定值电阻。

(2)由题意可知小灯泡的阻值R≈10.4 Ω,有R<,电流表采用外接法,实物连接图见答案图。

(3)由于E=3 V,r=5 Ω,可作出电源的U-I图象如图所示,图线与伏安特性曲线的交点(1.87 V,0.22 A)为两个灯泡的工作电压和电流,每一个灯

泡的功率P=UI=0.21 W。

5.答案 (1)电路图见解析图 (2)实物图见解析图 (3)解析 (1)电路图如图所示

(2)实物图如图所示

(3)待测电流表的内阻rg=。

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6.答案 (1)连线如图所示。

(2)AC

解析 (1)据题干要求由左手定则知,棒中电流由a流向a1,连线如答案图。

(2)由动能定理知,F安x-Ffx=mv2①

F安=BIl ②

联立解得(BIl-Ff)x=mv2

若使棒获得更大速度,可增加导轨间距l,或适当增大棒中的电流,故A、C正确。若只换一根更长的金属棒,导轨间距不变,安培力不变,但Ff与m均增大,故v减小,所以B错误。

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