2015屆高考物理二輪熱點(diǎn)題型訓(xùn)練：專題6 第2講 高考物理實(shí)驗(yàn)

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1、專題六　第二講高考物理實(shí)驗(yàn) 1．(2014·太原模擬)某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下： (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為________cm； (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，可知其直徑為________mm； (3)用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為________Ω。 [答案]　(1) 5.015(5.020)　(2)4.700　(3)22 [解析]　(1)由圖甲所示可知，游標(biāo)卡尺主尺示數(shù)為5 cm，游標(biāo)尺示數(shù)為3×0.05 mm＝0.15

2、 mm＝0.015 cm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為5 cm＋0.015 cm＝5.015 cm； (2)由圖乙所示可知，螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為4.5 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為20.0×0.01 mm＝0.200 mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為4.5 mm＋0.200 mm＝4.700 mm； (3)用多用電表的電阻“×1”擋，由圖丙所示可知，電阻阻值為22×1＝22Ω。 2．(2014·南京模擬)(1)用多用電表歐姆擋粗略測(cè)量某元件的電阻，選用×1擋，測(cè)量結(jié)果如圖所示，則測(cè)得的電阻為________； (2)為描繪該元件的U－I圖線。提供了如下器材： A．電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約0.9Ω)

3、 B．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ) C．滑動(dòng)變阻器R1(10Ω，2A) D．滑動(dòng)變阻器R2(1 000Ω，1A) E．電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約0.1Ω) F．開關(guān)S及導(dǎo)線若干 ①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇________(填寫器材序號(hào)即可)，以保證實(shí)驗(yàn)過程中調(diào)節(jié)方便； ②設(shè)計(jì)合適電路，在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖； ③如圖中Ⅰ、Ⅱ圖線，一條為元件真實(shí)的U－I圖線，另一條是本次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的U－I圖線，其中______是本次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的圖線。 [答案]　(1)13　(2)①C(或滑動(dòng)變阻器R1)?、谌鐖D所示?、邰? [解析]　(1)從多用電表指針位置可以讀出示數(shù)為13，乘

4、以倍率，即可測(cè)得該元件的電阻為13Ω；(2)由于該元件電阻較小，所以電流表選用外接法，描繪該元件伏安特性曲線，電壓從零開始，且要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器選用小阻值R1且采用分壓式接法，選用C；(3)由于電壓表的分流，所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的U－I圖線，要比該元件真實(shí)的圖線要低一些，應(yīng)選圖線Ⅱ。 3．(2014·江蘇)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊1圖所示的部件________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm。 (2)2圖所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，

5、相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。 (3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議。 [答案]　(1)B　0.410　(2)7.9　斷路　(3)見解析 [解析]　本題考查電阻率的測(cè)量

6、及電路故障的分析。解題的關(guān)鍵是弄清各用電器的連接方式及實(shí)驗(yàn)的原理。 (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)為41.0×0.01mm＝0.410mm。 (2)電壓表和電流表都有示數(shù)，說明它們都連接在電源上，而各表的示數(shù)變化不大說明線路中電阻很大，故電路中的7.9間出現(xiàn)斷路現(xiàn)象。 (3)電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。(或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法和電阻值) 4．(2014·石家莊模擬)某小組進(jìn)行“測(cè)定金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)。 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑如圖甲所示，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(cè)量金屬絲的阻值，表盤的示數(shù)如

7、圖乙所示，讀數(shù)是________Ω。 (2)該組同學(xué)想更精確地測(cè)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＝20Ω D．被測(cè)電阻Rx E．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～5Ω) F．電源(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻很小) G．導(dǎo)線若干，開關(guān)一個(gè) ①為了減小誤差，并盡可能多地測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鰷y(cè)量電路圖； ②在某次測(cè)量中，若電壓表V1讀數(shù)為U1，電壓表V2讀數(shù)為U2，則待測(cè)金屬絲電阻的表達(dá)式Rx＝______。 [答案]　(1)0.227(0.226

8、～0.229都對(duì))　9　 (2)①如圖所示(兩圖均得分)?、?或) [解析]　(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑d＝0＋0.227mm＝0.227mm；采用多用電表的電阻“×1”擋，測(cè)量金屬絲的阻值為9Ω。(2)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，可得：＝，則Rx＝(或＝，則Rx＝)。 5．(2014·山東)實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度?？晒┦褂玫钠鞑挠校? 電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω； 電壓表：

9、量程3V，內(nèi)阻約9kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω； 定值電阻：R0＝3Ω 電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。 回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。 (2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。 (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V。 (4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為________m(保留2位有效數(shù)字)。 [答案]　(1)R2；a

10、(2)如下圖所示 (3)2.30(2.29、2.31均正確)。 (4)94(93、95均正確)。 [解析]　 本題考查了伏安法測(cè)電阻和電阻定律的應(yīng)用。解題的關(guān)鍵是正確求出導(dǎo)線電阻。(1)滑動(dòng)變阻器采用的是限流式接法，電流表的量程為0.50A，所以變阻器最小阻值為R＝＝10Ω，故選R2。閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端防止燒壞用電器。(2)根據(jù)電路圖正確畫出實(shí)物圖。(3)電壓表的量程為3V，據(jù)此讀數(shù)為2.30V。(4)導(dǎo)線電阻為Rx＝－R0＝1.6Ω，由電阻定律Rx＝ρ，可得導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度為l＝＝m＝94m。 6．(2014·浙江)小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值

11、。 (1)圖1是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖1中畫出。 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖2所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“×”)表示的。 (3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖2上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為________Ω。 [答案]　(1)如圖1所示　(2)×　(3)如圖2所示　用“×”連線　R＝(1.1～1.3)Ω，用“0”連線，R＝(1.5－1.7)Ω [解析]　本題考查了伏安法測(cè)電阻的原理、連線、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。解題關(guān)

12、鍵根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定外接法的數(shù)據(jù)。 (1)連線如圖1所示，注意連線要接在接線柱，不能出現(xiàn)交叉線，由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從0開始變化，滑動(dòng)變阻器必須使用分壓接法。 (2)坐標(biāo)紙上有兩組數(shù)據(jù)，其中一組為外接法，一組為內(nèi)接法。若電流表外接法，電路如圖所示， 測(cè)量值R測(cè)＝＝＝＝R真，兩組數(shù)據(jù)中連線后傾斜度越大，表示測(cè)量電阻越大，因此兩組中傾斜度小的應(yīng)為外接法測(cè)量的數(shù)據(jù)，即“×”為電流表外接法測(cè)得的數(shù)據(jù)。 (3)若選用“×”連線，如圖2所示，測(cè)量電阻R＝1.2Ω；若選用“0”，連線，如圖2所示，測(cè)量電阻R＝1.6Ω。 電學(xué)實(shí)驗(yàn)連線：連線要

13、連在接柱，先串后并不交叉，開關(guān)控制全電路。本題中畫U－I圖線：要使大部分點(diǎn)在同一條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布于直線兩側(cè)。 7．(2014·鄭州模擬)要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V　0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增大到3V，并便于操作。已選用的器材有： 電池組(電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻約1Ω)； 電流表(量程為0～250mA，內(nèi)阻約5Ω)； 電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)； 電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填字母代號(hào))。 A．滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω，額定電流1A) B．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750Ω，額定電流0

14、.3A) (2)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用________(填字母代號(hào))。 (3)實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)2Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為1Ω的電源兩端，如圖乙所示。每個(gè)小燈泡消耗的功率是________W。 [答案]　(1)A　(2)B　(3)0.09 [解析]　(1)由該實(shí)驗(yàn)可知，本實(shí)驗(yàn)選擇的是分壓電路，因此滑動(dòng)變阻器選擇的是A。(2)因?yàn)樾襞莸碾娮鑂L＝＝15Ω，和電流表電阻相近，故應(yīng)采用電流表外接法，因此應(yīng)選用B電路。(3)設(shè)小燈泡的電流為I，電壓為U，由U＝E－2I(R＋r)，代入數(shù)據(jù)得U＝1.5－6I，

15、作出小燈泡在圖乙電路中的電壓電流關(guān)系圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)，由此交點(diǎn)即可讀出此時(shí)通過小燈泡的電流以及小燈泡兩端的電壓。由P＝UI，可得此時(shí)燈泡的功率。 8．(2014·福建)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法側(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，其中、虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻。 (1)已知靈敏電流計(jì)的滿偏電流Ig＝100μA、內(nèi)阻rg＝2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1； (2)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替

16、導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路； (3)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示： 測(cè)量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 電壓表讀數(shù)U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改裝表讀數(shù)I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是____________________________________。 (4

17、)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大。若測(cè)量過程無誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是________。(填選項(xiàng)前的字母) A．電壓表內(nèi)阻的影響 B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小 C．R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小 D．R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大 [答案]　(1)1.0　(4)參見下圖(其他正確連接同樣給分) (3)1.66　充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù) (4)CD [解析]　(1)由歐姆定律得Igrg＝(I－Ig)R1 R1＝＝Ω＝

18、1.0Ω (2)連線如圖所示 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理r′＝||，由“逐差法”類比得＝r′1，＝r2′，＝r3′，＝r4′ 代入數(shù)據(jù)得r1′＝5.38Ω，r2′＝5.63Ω，r3′＝5.63Ω，r4′＝6.00Ω r′的平均值為r′＝＝5.66Ω， 所以電源的內(nèi)阻r＝r′－R0＝1.66Ω 利用逐差法可以充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù)。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)阻測(cè)量值偏大，而電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值幾乎與真實(shí)值相同，作出真實(shí)U－I圖線a及測(cè)量U－I圖線b，內(nèi)電阻測(cè)量值偏大說明在電壓測(cè)量相同的情況下，電流值偏小?；瑒?dòng)變阻器的阻值只要能控制電路對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響，B錯(cuò)誤。若R1的實(shí)際阻值的計(jì)算值偏小，則改裝成電流表內(nèi)阻偏大，使電路中的電流偏小，如圖象所示，可導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)量值偏大，C正確。因?yàn)镽0的實(shí)際值大，則測(cè)得的R0與內(nèi)阻之和r′偏大，再減去比R0小得標(biāo)稱電阻值，將使測(cè)量的內(nèi)阻更大，D正確。 由于電壓表的分流作用，使測(cè)得值r′是電源內(nèi)阻與R0串聯(lián)再與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，則測(cè)得值偏小而不是偏大。A錯(cuò)誤，解決實(shí)驗(yàn)問題需對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理，方法，操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，誤差分析等都熟練掌握，結(jié)合電學(xué)規(guī)律，圖象等進(jìn)行分析。