高考物理实验题专练卷2电学实验

实验题专练卷(二)1．(2022·天津武清模拟)要测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．直流电源(20V，允许最大电流1A)B．电压表(量程15V，内阻约100kΩ)C．电压表(量程50V，内阻约500kΩ)D．电流表(量程100μA，内阻约2kΩ)E．电流表(量程500μA，内阻约300Ω)F．滑动变阻器(最大阻值1kΩ)开关和导线若干(1)为了保证实验顺利进行，并使测量误差尽量小，电压表应选______，电流表应选________。(请填写字母代号)(2)依据实验的原理，补齐实物图。图1(3)由于电表内阻的影响，Rx的测量值较真实值________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。解析：(1)据题意，实验要使测量值尽量精确，现在知道待测电阻约为25kΩ，电源电压20V，电路中最大电流约为：Im＝＝800μA，则从实验的准确性和安全性考虑，应该选择电流表E，至于电压表应该选择B，而电压表C的量程太大，电源电压还不到该电表量程的一半。(2)电路图如图所示。(3)电流表内接，由于存在：Rx＝，电压测量值大于电阻真实电压，故测量值偏大。答案：(1)B　E　(2)见解析图　(3)偏大2．(2022·德州模拟)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：8\n(1)游标卡尺测量其长度如图2甲所示，可知其长度为________mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________mm；图2(3)选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为________Ω；图3(4)为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：电流表A1(量程300mA，内阻约为2Ω)；电流表A2(量程150mA，内阻约为10Ω)；电压表V1(量程1V，内阻r＝1000Ω)；电压表V2(量程15V，内阻约为3000Ω)；定值电阻R0＝1000Ω；滑动变阻器R1(最大阻值5Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)；电源E(电动势约为4V，内阻r约为1Ω)；开关，导线若干。为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(均填器材代号)根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。解析：(1)50mm＋3×0.05mm＝50.15mm；(2)4.5mm＋0.01×20.0mm＝4.7008\nmm；(3)多用电表读数22×1Ω＝22Ω；(4)由于电源电压为4V，显然电压表选15V时不满足读数不得小于其量程的的要求，因此只能选V1，而V1读数又太小，而题目中给了一个定值电阻，将定值电阻与电压表串联，装成一个新的电压表，量程为2V，基本满足要求，这样由于电阻值约22Ω，因此回路电流最大约100mA左右，因此电流表选A2，为了测量精确，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器选用R1，电路图中电流表采用外接法，如图所示。答案：(1)50.15　(2)4.700(4.698～4.702)　(3)22(4)V1　A2　R1　电路图见解析3．(2022·辽宁瓦房店模拟)现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围内，允许通过的最大电流为50mA。为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图4所示的电路进行实验。图中R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0为保护电阻。(1)可备选用的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用(　　)(A)20Ω，2.5W(B)50Ω，1.0W(C)150Ω，1.0W(D)1500Ω，5.0W(2)按照图4所示的电路图，将图5所示的实物连接成实验电路。图5(3)接好电路，闭合开关后，调整电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，取得多组数据，然后通过做出有关物理量的线性关系图像，求得电源的电动势E和内阻r。①请写出所作线性图像对应的函数表达式______________；8\n图6②图6是作线性图像的坐标系，若纵轴表示的物理量是，请在坐标系中定性地画出线性图像。解析：(1)电路最小总电阻约为：R＝＝Ω＝180Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C。(2)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：(3)由题中电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：E＝U＋Ir＝U＋r，则＝·＋，则－图像是直线；则－图像如图所示。答案：(1)C　(2)如图甲所示(3)①＝·＋　②如图乙(斜率为正、截距在纵轴上的倾斜直线)4．(2022·湛江模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：器材规格器材规格小灯泡标有“3.0V,0.3A”字样滑动变阻器R1最大阻值10Ω，额定电流1.0A电压表V1量程3V，内阻约5kΩ滑动变阻器R2最大阻值1kΩ，额定电流0.5A电压表V2量程15V，内阻约15kΩ直流电源E电动势约为4V，内阻约为0.5Ω8\n电流表A1量程0.6A，内阻约1Ω导线、开关等电流表A2量程3A，内阻约0.6Ω某同学测量小灯泡UI关系的实验数据如下表所示：U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)在上述器材中，电压表应选________；电流表应选__________；滑动变阻器应选____________。(2)该实验应选用的实验电路图是________。图7(3)根据表格中的实验数据在方格纸内画出小灯泡的UI曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。图8解析：(1)因为小灯泡的额定电压为3V，所以选择电压表V1，因为小灯泡的额定电流为0.3A，所以电流表选择A1，为了操作方便应选择最大电阻和小灯泡阻值相差不大的滑动变阻器，故选R1。(2)电压是从零开始，所以选择滑动变阻器的分压接法，因为电流表的内阻和小灯泡的内阻相差不大，所以选择电流表的外接法，故选A。(3)如图所示，UI图像的斜率表示小灯泡的电阻，所以小灯泡的电阻值随I变大而变大。8\n答案：(1)V1　A1　R1　(2)A　(3)图见解析　变大5．(2022·辽宁模拟)有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：A．电压表V1(0～5V，内阻约10kΩ)B．电压表V2(0～10V，内阻约20kΩ)C．电流表A1(0～0.3A，内阻约1Ω)D．电流表A2(0～0.6A，内阻约0.4Ω)E．滑动变阻器R1(0～10Ω，2A)F．滑动变阻器R2(0～100Ω，0.2A)G．学生电源(直流6V)、开关及导线(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________。(填器材的前方选项符号，如A，B)(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在下面的方框中画出实验电路图。(3)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图9所示，若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是________W。(4)P为图9中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是(　　)A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C．对应P点，小灯泡的电阻约为5.33ΩD．对应P点，小灯泡的电阻约为24.0Ω解析：(1)据题意，由于一只灯泡的规格为：“4V,2W”，则灯泡的额定电流为：0.5A，电阻为：8Ω，则据电表的安全性和测量的精确性以及调节的方便性，电压表选择A，电流表选择D，滑动变阻器选择E。(2)电路图如答案所示。(3)如图所示，若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电，则可知该灯泡实际电压和电流分别为：1.2V和0.35A，则实际消耗功率为：P＝UI＝1.2×0.35W＝0.42W。8\n(4)据图可知，灯泡上电压越大，灯泡电阻越大，故选项A正确；P点对于灯泡的电阻为：RP＝＝Ω＝5.33Ω。答案：(1)A　D　E　(2)如图所示(3)0.42W(±0.02W)　(4)AC6．(2022·南京模拟)在“测定金属丝的电阻率”实验中。(1)金属丝的直径用螺旋测微器测得，从图10中读出该金属丝的直径d＝________mm；图10(2)为了测量其电阻Rx的阻值，实验室提供如下实验器材：A．待测电阻Rx(约100Ω)B．电动势E＝6V，内阻很小的直流电源C．量程50mA，内阻约为50Ω的电流表D．量程0.6A，内阻约为0.2Ω的电流表E．量程6V，内阻约为15kΩ的电压表F．最大阻值15Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器G．最大阻值15kΩ，最大允许电流0.5A的滑动变阻器H．开关一个，导线若干①为了操作方便，且能比较精确地测量金属丝的电阻值，电流表选用________、滑动变阻器选用________(填写选用器材前的序号即可)；②请根据所选用的实验器材，尽可能减小实验误差，设计测量电阻的电路，并在方框中画出电路图；8\n(3)若另有一只待测电阻，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差，他用两只相同的电压表，设计了如图11所示的测量电路，实验操作步骤如下：图11①按电路图连接好实验器材；②闭合电键S1，电键S2处于断开状态，读出此时电压表○V1的示数U、电流表示数I；③再闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为步骤②的电流I，此时读出电压表○V1　的示数U1与电压表　的示数U2；用上述测得的物理量表示，待测电阻的计算式为Rx＝____________________________。解析：(1)由题图可知，螺旋测微器的读数，即该金属丝的直径为d＝1.360mm。(2)①由所提供的电源电动势E＝6V和待测电阻Rx(约100Ω)可知，流经待测电阻的最大电流为0.06A＝60mA，显然为C表量程50mA的1.2倍，D表量程0.6A的0.1倍，因此为了读数方便和准确应选电流表C，且可以通过滑动变阻器控制使其电流不超过量程，为了能比较精确地测定待测电阻的阻值，应尽可能多地测量数据，且数据变化范围也应较大，因此滑动变阻器应采用分压式接法，因此选用最大阻值较小为15Ω的滑动变阻器F。②由于待测电阻阻值相对较小，因此应采用电流表的外接法，其电路原理图如图所示。(3)有题意可知测量另一只待测电阻时，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，说明该电阻阻值大小居中，因为电流表或电压表内阻引起的误差相当，由实验步骤可知，当闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为I时，电压表○V1　的示数为U1，电压表○V2　的示数为U2，说明电流表的电流为I时，电流表分得的电压为UA＝U1－U2，因此在步骤②中，待测电阻两端的电压为Ux＝U－UA＝U＋U2－U1，解得：Rx＝＝。答案：(1)1.360　(2)①C　F　②图见解析　(3)8