【狀元之路】2021高考物理一輪復(fù)習(xí)階段考查12-電學(xué)實驗

階段考查(十二)電學(xué)試驗1．(8分)[2021·天津市十二區(qū)縣聯(lián)考](1)用多用電表的歐姆擋測量阻值時，選擇倍率為×100Ω擋，按正確的試驗操作步驟測量，表盤指針位置如圖12－1所示，該電阻的阻值約為________Ω.圖12－1(2)下列關(guān)于用多用電表歐姆擋測電阻的說法中正確的是()A．測量電阻時，假如紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則不會影響測量結(jié)果B．測量阻值不同的電阻時，都必需重新歐姆調(diào)零C．測量電路中的電阻時，應(yīng)當(dāng)把該電阻與電源斷開D．歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但仍能調(diào)零，其測量結(jié)果與原來相比不變(3)用多用電表探測二極管的極性，用歐姆擋測量，黑表筆接a端，紅表筆接b端時，指針偏轉(zhuǎn)角較大，然后黑、紅表筆反接指針偏轉(zhuǎn)角較小，說明________(填“a”或“b”)端是二極管正極．解析：(1)歐姆表的測量值是指針讀數(shù)與倍率的乘積為17×100Ω＝1700Ω.(2)歐姆表測電阻時，紅、黑表筆插錯不會影響測量結(jié)果，A正確；測不同的電阻時，只要沒更換倍率，不需重新歐姆調(diào)零，B錯誤；測電路中的電阻時應(yīng)將待測電阻與電源斷開，C正確；表中的電池電動勢變小、內(nèi)阻變大后，會影響測量結(jié)果，D錯誤．(3)二極管具有單向?qū)щ娦裕瑲W姆表的紅表筆接的是表內(nèi)電池的負極，接b端時，指針偏轉(zhuǎn)角度大，二極管電阻小，說明b端是二極管的負極，a端是其正極．答案：(1)1700(2)AC(3)a2．(10分)[2021·呼和浩特市調(diào)研考試]某校同學(xué)在爭辯性學(xué)習(xí)課上進行了消退電表內(nèi)阻對測量影響的試驗探究，其中有一組同學(xué)利用了如圖12－2所示的電路圖來測量未知電阻Rx.圖12－2他們的主要操作過程是：(1)閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2打在a上，調(diào)整滑動變阻器R1和R2，使電壓表讀數(shù)盡量大些，讀出此時兩表讀數(shù)，并記作I1和U1；(2)請依據(jù)試驗電路圖，從消退誤差的角度，續(xù)寫其次步，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)：____________________________.依據(jù)試驗中記錄的數(shù)據(jù)得到待測電阻的表達式為______________________．解析：由閉合電路歐姆定律可知eq\f(U1,I1)＝Rx＋RA＋R2、eq\f(U2,I2)＝RA＋R2，所以Rx＝eq\f(U1,I1)－eq\f(U1,I2).答案：保持R1和R2的電阻不變，將開關(guān)S2打到b，讀出此時電壓表和電流表的讀數(shù)，記作U2和I2Rx＝eq\f(U1,I1)－eq\f(U2,I2)3．(10分)[2022·東北三省四市聯(lián)考]要測量一個量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：A．待測電壓表V(量程3V，內(nèi)阻未知)B．電流表A(量程3A，內(nèi)阻0.01Ω)C．定值電阻R(阻值2kΩ，額定電流50mA)D．蓄電池E(電動勢略小于3V，內(nèi)阻不計)E．多用電表F．開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干有一同學(xué)利用上面所給器材，進行如下試驗操作：(1)首先，用多用電表進行粗測，選用“×100\”擋且操作方法正確．若這時刻度盤上的指針位置如圖12－3甲所示，則測量的結(jié)果是________．甲乙丙圖12－3(2)為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計了如圖12－3所示的乙、丙試驗電路，你認為其中較合理的電路圖是______________．(3)用你選擇的電路進行試驗時，請簡述試驗步驟：________________________；用上述所測物理量的符號表示電壓表的內(nèi)阻R＝____________.解析：(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)為28×100Ω＝2800Ω.(2)由于電壓表內(nèi)阻較大，接受圖乙電路電流過小，電流表測量誤差太大甚至無法讀取數(shù)據(jù)，應(yīng)接受圖丙電路．(3)閉合S1、S2，讀出電壓表示數(shù)U1，此即為電源電動勢；斷開S2讀出電壓表示數(shù)U2，此即為電壓表內(nèi)阻兩端電壓，依據(jù)串聯(lián)電路電壓安排規(guī)律得RV＝eq\f(U2R,U1－U2).答案：(1)2800Ω(2)丙(3)閉合S1、S2，讀出電壓表示數(shù)U1；斷開S2，讀出電壓表示數(shù)U2eq\f(U2R,U1－U2)(eq\f(2000U2,U1－U2)也可)4．(12分)[2021·長沙市高考模擬二]某同學(xué)設(shè)計了如圖12－4所示的裝置探究直流電動機(3.0V1W)工作時的效率，圖中虛線框中電動機把握電路未畫出．現(xiàn)備有如下試驗器材：A．3V直流電源B．電流表(0～0.6A,0.5Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．滑動變阻器(0～5Ω)E．開關(guān)、導(dǎo)線若干圖12－4圖12－5(1)依據(jù)試驗要求，在虛線框內(nèi)畫出試驗電路圖；(2)試驗中，若測出電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，重錘的重力為G，電機勻速提升重物的速度為v，則該工作狀態(tài)下電動機線圈的電熱功率可表示為________________；(3)若在某一輸入電流下，電動機提升重錘運動時打點紙帶如圖12－5所示(圖中相鄰計數(shù)點間有四個點跡)，依據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，可求得重錘勻速向上運動時的速度v＝________m/s.解析：(1)設(shè)計的電路圖要能夠測出電動機的電流和電壓．(2)電動機的總功率為UI＝Gv＋P熱，解得P熱＝UI－Gv.(3)圖中相鄰計數(shù)點間有四個點跡，則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔T＝0.1s，重錘勻速向上運動時的速度v＝eq\f(2.20×0.01,0.1)m/s＝0.22m/s.答案：(1)如圖12－6所示(變阻器畫成限流接法也可)圖12－6(2)UI－Gv(3)0.225．(14分)[2021·重慶高考]某同學(xué)對有故障的電熱毯進行探究．圖12－7甲是電熱毯的電路示意圖，其中電熱絲和導(dǎo)線通過金屬接線片連接．圖乙為測試電路實物圖，A、B為測試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為抱負電表．甲乙丙圖12－7(1)請在下面虛線框內(nèi)畫出與圖乙對應(yīng)的電路圖．(2)斷開K1，用上述測試電路在1和1′之間檢測得知電熱絲無故障，然后測得電熱絲的U－I曲線如圖丙所示．已知電熱絲材料的電阻率為2.8×10－7Ω·m，電熱絲的直徑為0.200mm，可求得此電熱絲的電阻為________kΩ，總長度為________m．(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)為了進一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K1和K2，用表筆A和B分別對圖甲中所示的各點進行測試，部分測試結(jié)果如下表所示．由此測試結(jié)果可推斷出電路有斷路，位置在________之間(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3解析：(1)依據(jù)實物圖畫出電路圖如上圖．(2)由U-I圖象得到電熱絲的電阻為R＝eq\f(2.5,4.3×10－3)Ω＝0.58kΩ，由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，得電熱絲的總長度L＝eq\f(RS,ρ)＝eq\f(0.58×103×3.14×0.1×10－32,2.8×10－7)m＝65m.(3)接1、1′，電壓表有示數(shù)、電流表有示數(shù)，說明電熱絲有電流流過，沒有故障，接1、2′，電壓表有示數(shù)，電流表沒示數(shù)，說明故障消滅在1′和2′之間．答案：(1)電路圖(圖12－8)圖12－8(2)0.58(0.57到0.59均可)65(64到66均可)(3)1′和2′6．(14分)[2022·石家莊市質(zhì)檢一]某小組進行“測定金屬絲電阻率\”的試驗．(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖12－9甲所示，讀數(shù)是________mm.用多用電表的電阻“×1\”擋，按正確的操作步驟粗略測量金屬絲的阻值，表盤的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)是________Ω.甲乙圖12－9(2)該組同學(xué)想更精確地測量該金屬絲電阻Rx，已經(jīng)選好的器材有：A．電壓表V1(量程0～1V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻約20kΩ)C．定值電阻R0＝20ΩD．被測電阻RxE．滑動變阻器(阻值范圍0～5Ω)F．電源(電動勢3V，內(nèi)阻很小)G．導(dǎo)線若干，開關(guān)一個①為了減小誤差，并盡可能多的測量幾組數(shù)據(jù)，請在方框中畫出測量電路圖；eq\x(\a\al(,,,,,))②在某次測量中，若電壓表V1讀數(shù)為U1，電壓表V2讀數(shù)為U2，則待測金屬絲電阻的表達式Rx＝________.答案：(1)0.226mm～0.229mm9.0(2)①如圖12－10所示(兩圖均得分)或圖12－10②eq\f(U1R0,U2－U1)(或eq\f(U1R0,U2))7．(16分)[2021·哈爾濱市質(zhì)量檢測]在一次探究小燈泡的伏安特性曲線的試驗中，所用器材有：燈泡L，量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V，直流電源E，滑動變阻器R，開關(guān)S，要求燈泡兩端電壓從零開頭變化．甲乙丙圖12－11(1)圖12－11甲所示為某同學(xué)已連接的實物電路，經(jīng)檢查，發(fā)覺電路中缺少一根導(dǎo)線，請你掛念他找到這根線的位置，并畫在圖甲中；(2)若該同學(xué)在如圖甲所示狀態(tài)完成了最終一根導(dǎo)線的連接，請指出其中僅有的兩個不當(dāng)之處：①________________________________________________________；②________________________________________________________。(3)電路連接正確后，分別測得兩只燈泡L1、L2的伏安特性曲線，如圖乙中Ⅰ和Ⅱ所示，然后將燈泡L1和L2與電池組(電動勢和內(nèi)阻均恒定)連成圖丙所示的電路．多次測量后得到通過L1和L2的電流平均值分別為0.30A和0.60A．請依據(jù)以上結(jié)果，在圖乙中畫出該電池組路端電壓和干路電流的關(guān)系曲線．(4)由該曲線可以得知電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)解析：(1)電源正極沒有接出導(dǎo)線，正確的電路圖如圖12－12所示．(2)從試驗平安的角度考慮，本試驗的兩個不當(dāng)之處為：①開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)進行連線；②為了愛護各元件，滑動變阻器滑片P應(yīng)撥至b端．(3)I1＝0.3A時由乙圖中Ⅰ圖線知對應(yīng)電壓U1為3.5V，I2＝0.6A時由乙圖中Ⅱ圖線知對應(yīng)電壓U2＝3V，即知道路端電壓隨電流變化圖線的兩個點，在U-I坐標系中過這兩點作直線，如圖12－13所示．(4)由圖線的斜率可知電源內(nèi)阻為1.7Ω，由圖線的縱截距可知電源電動勢為4.2V.答案：(1)如圖12－12所示圖12－12(2)①滑動觸頭P應(yīng)撥至b端②開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)進行連線(3)如圖12－13所示圖12－13(4)4.0～4.51.4～2.28．(16分)[2021·重慶市考前模擬](1)某同學(xué)對一物體長度進行測量，正確記錄的數(shù)據(jù)為1.68cm，該同學(xué)可能使用的是下列測量工具中的________(填工具前的符號)A．最小刻度1mm的刻度尺B．游標卡尺甲(10分度)C．游標卡尺乙(20分度)D．螺旋測微器(2)某試驗小組用電流表A、電阻箱R及開關(guān)S按如圖12－14甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻．試驗時，轉(zhuǎn)變R的值，記錄下電流表A的示數(shù)I，得到多組R、I的數(shù)據(jù)，然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動勢E和內(nèi)阻r.甲乙圖12－14①若將電流表A視為抱負電表，請寫出線性圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式eq\f(1,I)＝________.利用所測得數(shù)據(jù)作出eq\f(1,I)-R圖象如圖乙所示，若圖中a、b、c均為已知量，電池的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.②實際上電流表A有肯定內(nèi)阻值，從系統(tǒng)誤差角度考慮，測得的電池的電動勢E、內(nèi)阻r與電池的電動勢真實值E真、內(nèi)阻真實值r真的關(guān)系是E________E真，r________r真．(填“<”“<”或“＝”)解析：(1)依據(jù)讀數(shù)知該測量工具讀到0.1mm，最小刻度為1mm的刻度尺可以估讀到0.1mm，A正確；10分度的游標尺，每個格代表0.1mm，B正確；20分度的游標尺，每個格代表0.05mm，C錯誤；螺旋測微器讀到0.001mm，D錯誤．(2)①依據(jù)閉合電路的歐姆定律E