2022年高考物理一轮复习 模块复习 实验题18分练（1）

2022年高考物理一轮复习 模块复习 实验题18分练（1）1.(8分)在“测定2节干电池组成的电池组的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材：A.待测的干电池组(电动势约为3.0 V，内阻小于2.0 )B.电流表A1(量程为03 mA，内阻RA110 )C.电流表A2(量程为00.6 A，内阻RA20.1 )D.滑动变阻器R1(020 ，允许通过的最大电流为10 A)E.滑动变阻器R2(0200 ，允许通过的最大电流为1 A)F.定值电阻R0(990 )G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图2甲所示实验电路，在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_(填写器材前的字母代号)。(2)按照图1甲所示的电路进行实验，I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数。记录的5组实验数据如下：实验次数12345I1/mA2.832.712.542.402.30I2/A0.080.160.250.330.38甲乙图1根据表中的实验数据，选择合适的坐标轴刻度和坐标轴起点，在图乙所示的坐标纸上画出I1I2图线。(3)根据你绘出的I1I2图线，可得被测电池组的电动势E_V(保留两位有效数字)，内阻r_(保留三位有效数字)。解析(1)由于电流表A2量程为00.6 A，电动势约为3.0 V，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选020 的滑动变阻器R1。(2)由于电流表A1的示数I1从最小值2.30 mA开始增大，所以纵轴起点可以从2.20 mA开始。由于I1变化大约为0.5 mA，所以纵轴刻度可以每格为0.1 mA。由于I2变化大约为0.3 A，所以横轴刻度可以每格为0.05 A，用描点法画出I1I2图线如图所示。(3)由闭合电路欧姆定律有E(I1I2)rI1(R0RA1)，变形得I1I2，斜率k103，截距b3.00103 A，则该电源的电动势E3.0 V，内阻r1.75 。答案(1)D(2分)(2)见解析图(2分)(3)3.0(2分)1.75(2分)2.(8分)xx福建理综，19(2)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图2甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；图2某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数)。解析实物接线图见答案；由图知电流表量程为0.6 A，所以读数为0.44 A；电源内阻为1 ，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即小电珠的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5 V，由图丙知当小电珠电压等于1.5 V时电流约为0.38 A，此时电阻约为R3.95 4 ，并联后的总电阻为1 ，所以需要4个小电珠并联，小电珠消耗的总功率约为P W2.25 W。答案连线如图(2分)0.44(2分)4(2分)2.25(2分)3.(8分)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的直径和电阻。试分析下列问题：(1)现用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，测量结果如图3甲所示，则该圆柱体的直径为d_mm。(2)然后该同学利用多用电表粗测该圆柱体的电阻，测量结果如图乙所示，则此次测量结果为R_。图3(3)为了较精确地得到该金属圆柱体的电阻，他设计了如图丙所示的电路原理图，实验步骤如下，请将该同学步骤中所缺的内容填写完整：闭合开关S1，将开关S2打向a处，待电流表示数稳定后读出电流表的示数。某次实验中电流表的示数如图4甲所示，则此次电流表的示数为I_A。然后又将开关S2打向b处，调节电阻箱，_，电阻箱此时的示数如图乙所示，则电阻箱此时的阻值为R1_。被测电阻Rx的阻值Rx_。图4解析(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.000 mm，可动刻度与固定刻度基线对齐格数为31.5(格)，读数为0.315 mm，则螺旋测微器读数为5.000 mm0.315 mm5.315 mm。(2)多用电表选用“1”欧姆挡，则多用电表读数为R13 。(3)电流表的读数为I0.30 A。电阻箱的读数为R114 。此实验的原理是等效替代法，若开关S2接a时与开关S2接b时电流表的读数相同，说明Rx的阻值与R1的阻值相同，可知Rx14 。答案(1)5.315(1分)(2)13(1分)(3)0.30(1分)使电流表读数与S2接a时相同(2分)14(1分)14(2分)4.(8分)某同学先后用两种方法来测量一段金属丝的阻值。(1)他先用多用电表“1”欧姆挡测量，在正确操作的情况下，表盘指针如图5甲所示，可读得该金属丝的阻值Rx_。(2)他再用如图乙所示的电路图进行实验，某次测量时两个电表的指针如图乙中所示，由两电表示数可算出该金属丝的阻值Rx_(计算结果保留两位有效数字)。甲乙图5(3)根据这两个测量值可知：采用如图乙的电路测量较小阻值的电阻时，电流表的内阻对测量值的影响_(填“很大”或“很小”)。解析(1)欧姆表的读数方法是表盘读数乘以所选的倍率。由此可知用多用电表测量的结果为Rx6 。(2)由图乙可知金属丝两端的电压为U2.40 V，流过金属丝的电流为I0.35 A，根据部分电路的欧姆定律可得Rx6.9 。(3)第(2)问中计算出来的电阻实际上是电流表和金属丝的总电阻。电流表的内阻约为RA0.9 ，因此采用电流表内接法测量小电阻的阻值时，电流表的内阻对测量值的影响很大。答案(1)6(2分)(2)6.9(3分)(3)很大(3分)5.(8分)(xx山东理综，22)如图6甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图线。图6回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数_(填“增大”或“减小”)。(2)I0_A。(3)RL消耗的最大功率为_W(保留一位有效数字)。解析(1)滑动触头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，由于总电流不变，因此总电压变小，则电压表读数变小。(2)由电路图可知：I0I，即UI0RIR，由UI图线可知，I0R20，Rk 20 ，则I01.00 A(0.98、0.99、1.01均正确)。(3)RL消耗的功率为PIU20I20I2，则当I0.5 A时，功率的最大值为Pm5 W。答案(1)减小(2分)(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确)(3分)(3)5(3分)6.(8分)电流传感器和电压传感器可以称作真正的“理想电表”，在DIS实验系统中常被用来进行精确测定。(1)在如图7所示实物电路中，定值电阻R039.5 ，传感器_(填“M”或“N”)为电流传感器。图7(2)现利用此电路探究电源的输出功率P(传感器测得的电流I、电压U的值的乘积)随电阻箱电阻R的变化规律，同时为了测定电流表内阻RA，将待测电流表A串联在电路中。将自由端a接在c点，不断调节电阻箱的阻值，传感器测得多组电流I、电压U的值，由计算机处理得到当输出功率最大时，电阻箱阻值R139.0 ，最大功率Pm12.50 W；将自由端a改接d点，不断调节电阻箱阻值，得到当输出功率最大时，电阻箱阻值R241.8 。由此可知，电源内阻r_，电流表内阻RA_，电源电动势E_V。(小数点后保留一位小数)解析(1)除连接计算机的导线外，其他电路如图所示。N串联在电路中为电流传感器。(2)当自由端a接c点时，外电路中电流表A与电阻箱串联，R0等效为电源内阻，电源输出功率最大时rR0R1RA；当自由端a接d点时，电源、定值电阻R0与电流表串联成等效内电路，电源输出功率最大时rR0RAR2，联立两式解得r0.9 ，RA1.4 。由Pm得电源电动势E，代入数据得E20.1 V。答案(1)N(2分)(2)0.9(2分)1.4(2分)20.1(2分)7.(8分)(xx盐城市高三模拟)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧。实验中得到了多组数据，通过描点连线在IU坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图8甲所示。图8(1)在虚线框中画出实验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连接电路。(2)根据图甲，可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系，下列示意图中合理的是_。(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路，电源电动势为6.0 V，内阻为1.0 。若电路中的电流为0.40 A，则定值电阻R所消耗的电功率为_W。图8解析(1)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由图甲所示图象可知，灯泡电阻约为R 14.6 ，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十几千欧，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：根据实验电路图连接实物电路图，如图所示：(2)由图甲所示图象可知，随灯泡电流与电压的增大，电压与电流的比值增大，即随灯泡电流与电压的增大，灯泡电阻增大。根据P可知，灯泡电阻随U2增大，PU2斜率减小，故A、B错误；根据PI2R可知，PI2图象斜率增大，C错误，D正确。(3)由图甲所示图象可知，电流为0.4 A时，灯泡两端电压为4 V，电阻两端电压UREIrUL(60.414)V1.6 V，电阻消耗的电功率PURI1.60.4 W0.64 W。答案(1)见解析(3分)(2)D(2分)(3)0.64(3分)