2020年高考物理试题分类汇编 电学实验

2020年高考物理试题分类汇编 电学实验

‎2020年高考物理试题分类汇编：电学实验 ‎ ‎1．(2020全国新课标).（10分）‎ 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。‎ ‎（1）在图中画线连接成实验电路图。‎ ‎（2）完成下列主要实验步骤中的填空 ‎①按图接线。‎ ‎②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。‎ ‎③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。‎ ‎④用米尺测量_______________。‎ ‎（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。‎ ‎（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。‎ ‎[答案]‎ ‎③重新处于平衡状态, 电流表的示数I, 此时细沙的质量m2‎ ‎④D的底边长L （3） ‎（4）‎ ‎2．(2020全国理综).（6分）‎ 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。‎ ‎（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；‎ ‎（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为______Ω。‎ ‎【解析与答案】‎ ‎（1）如下图 ‎（2）两电阻并联为。‎ ‎3（1）（2020广东卷）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。‎ ‎①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。‎ ‎②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：‎ ‎（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；‎ ‎（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；‎ ‎ ③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。‎ 答案： （1）①5.01 5.315 ②（a）大 （b）大 ③1280‎ ‎4.（2020北京高考卷）．（18分）‎ ‎ 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．‎ ‎ （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为___________mm（该值接近多次测量的平均值）‎ ‎ （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻 ‎ 约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎1.70‎ ‎2.30‎ I/A ‎0.020‎ ‎0.060‎ ‎0.160‎ ‎0.220‎ ‎0.340‎ ‎0.460‎ ‎0.520‎ ‎ 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)．‎ V A R S Rx R S 图2‎ 乙 甲 V A Rx ‎ （3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．‎ ‎0 ‎ I/A ‎ 图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ ‎ 请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表 ‎ 不至于被烧坏．‎ P Rx 图3‎ ‎ （4）‎ 这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)．‎ ‎ （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)．‎ ‎ A．1×10-2Ωm B．1×10-3Ωm C．1×10-6Ωm D．1×10-8Ωm ‎ （6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)．‎ ‎ A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案：‎ ‎ （1）（0.395~0.399） （2）甲 （3）如答图3‎ ‎0 ‎ I/A ‎ 答图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ P Rx 答图3‎ ‎ （4）如答图3 （4.3~4.7） （5）C （6）CD 解析：（1）固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.7，所测长度为0+39.7×0.01=0.397mm.(0.395～0.399)。‎ ‎（2）由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω。‎ 则有，比较Rx为小电阻应该采用外接法测量误差小。‎ 由（3）知是用伏安特性曲线来测量电阻的，就要求电压电流从接近0开始调节，所以应该采用分压接法（甲）。‎ ‎（3）注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接分压接法（甲）那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0。先连外接法（线1）再连分压法（线2和3），此时滑片P必须置于变阻器的左端。‎ ‎（4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后作出U-I图线。其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有Ω(4.3～4.7)。‎ ‎（5）根据电阻定律有Ω·m，估算出的金属丝电阻率是C。‎ ‎（6）用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差。答案C D。‎ ‎5.（2020山东卷）（2）在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；‎ 电压表：（量程，内阻约）；‎ 电流表：（量程，内阻约）；‎ ‎（量程，内阻约）；‎ 电源：（电动势3V，内阻不计）‎ ‎ （电动势12V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：（最大阻值约）‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。‎ 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。‎ 若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 （均填器材代号），在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图。‎ 答案：（2）1.773【1.771-1.775均正确】‎ ‎ A1；E1；电路图如右。‎ 解析：①1．773【1．771～1．775均正确】‎ ‎②电压表量程3V，所以电源应选E1，通过待测金属丝的最大电流约为A，所以电流表应选A1。电路图如右。‎ ‎6.（2020四川卷） (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：‎ ‎ 小灯泡L，规格“4.0V．‎0.7A”；‎ ‎ 电流表A1，量程‎3A，内阻约为0.1Ω;‎ ‎ 电流表A2，量程‎0.6A，内阻r2=0.2Ω;‎ ‎ 电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ；‎ ‎ 标准电阻R1，阻值1Ω；‎ ‎ 标准电阻R2，阻值3 kΩ;‎ ‎ 滑动变阻器R，阻值范围O~ 10Ω,；‎ ‎ 学生电源E，电动势6V，内阻不计；‎ ‎ 开关S及导线若干。‎ ‎ ①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为‎0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为____Ω。‎ ‎ ②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是____V。‎ ‎ ③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。‎ ‎22(2)①5（3分）； ②4（3分）；‎ ‎③‎ 说明：画出答图1给4分，只画出答图2给2分。‎ ‎【分析点拨】先分析图1、图3的弊端，在扩充量程的同时，还要尽可能做到排除电流表的分压以及电压表的分流。‎ ‎【解析】：①电压表示数2.3V，。②V。③准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要将电流电压调节达到小灯泡的额定值。测量准确‎3A电流表不能使用，3V电压表和‎0.6A电流表量程不够必须改装；将电压表和串联，刚好满足4 V量程（小灯泡额定）；电流的与并联即可将电流量程扩至‎0.72 A（额定为‎0.7 A ‎）。两表改装完毕之后，再考虑内、外接的问题。由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定电压，也就不适于将改装后的安培表内接了，否则电压表会超量程的。这里最好采用外接法，即答图1。‎ ‎7.（2020天津卷）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻，他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示，已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验。‎ ‎①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 （填步骤的字母代号）‎ A．合上开关S2‎ B．分别将R1和R2的阻值调至最大 C．记下R2的最终读数 D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r E．合上开关S1‎ F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数仍为I1，记下此时G1的示数 ‎②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相 比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）‎ ‎③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻Rs的表达式，Rs= ‎ ‎9（3）①解析：在组装实验时正确操作是将所有开关断开，将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大，然后闭合电源控制开关S1，就可以校对待测表G2，由于标准表和待测表串联流过的电流相等，这时就可以调节R1由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对，直到待测表满偏。校对完成后闭合开关S2构成半偏法测量表头G2内阻的电路，在没有G1的情况下只调节R2使待测表半偏，则表头内阻等于R2‎ 此时的读数，这种做法会造成G1的示数增大（原理上是不变），误差大。由于有G1可以方便观察干路电流的变化，所以操作为闭合开关S2反复调节R1和R2使标准表达到待测表满偏时的电流值，同时使待测表半偏，则表头内阻等于R2此时的读数。正确顺序为B、E、F、A、D、C。‎ ‎②‎ 解析：由于G1测量了干路电流，G2测量了支路电流，另一直流电流是两表示数之差，然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算。答案”相等”。‎ ‎③‎ 解析：扩大电流表的量程需要并联一个电阻 根据并联关系有，则 ‎8.（2020上海卷）．（4分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。‎ ‎（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为_______________（填“顺时针”或“逆时针”）。‎ ‎（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为_______________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ‎ 答案： （1）顺时针，（2）逆时针，‎ ‎9.（2020上海卷）．（6分）在练习使用多用表的实验中 ‎（1）某同学连接的电路如图所示 ‎①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；‎ ‎②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；‎ ‎③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。‎ ‎（2）（单选）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若（ ）‎ ‎（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 ‎（B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量 ‎（C）选择“´10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25W ‎（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 答案：‎ ‎（1）①R1 ，②R1和R2串联，③R2（或电源），（2）D，‎ ‎10.Ⅱ（2020安徽卷）.（8分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。‎ ‎□‎ ‎□‎ ‎（1）完成下列实验步骤：‎ ‎①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， ‎ ‎②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ；‎ ‎③断开开关，…… 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。‎ V A ‎×‎ ‎(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。‎ ‎21Ⅱ答案：（1）使滑片移到变阻器最左端；逐渐增大电压直到灯泡额定电压，分别读出多组相应电流表和电压表的值并记入表格。(2)电路图如图 ‎11．（2020江苏卷）．（10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验，实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，将A拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点，分别测量OP、OQ的长度h和s，重复上述实验，分别记录几组实验数据 ‎（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方案；‎ ‎（2）请根据下表的实验数据作出s-h关系图像 h（cm）‎ ‎20.0‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ s（cm）‎ ‎19.5‎ ‎28.5‎ ‎39.0‎ ‎48.0‎ ‎56.5‎ ‎（3）实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg，根据s-h图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=__________（结果保留一位有效数字）‎ ‎（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________（选填“偏大”、或“偏小”‎ ‎【答案】(1)A (2)短暂 （3）5.0（如图）‎ ‎12.（2020重庆卷）（2）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如题目22图3所示。‎ ‎①‎ 测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式___________，利用测量数据作出U-I图像，得出E和r。‎ ‎②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题22图3中用笔画线代替导线连接电路。‎ ‎③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图像如题22图4（见下页）中（a）、（b）、（c）、（d）所示，由此可知：‎ ‎ 在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势___________（填“增大”“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”“减小”或“不变”）。‎ 曲线（c）对应的电源电动势E=_____________V，内阻r=____________Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P=_____________mW.（均保留三位有效数字）‎ ‎22⑵答案：①U=E-Ir ‎②见答22图 ‎③不变 增大 ‎0.975 478 0.268‎ ‎13.（2020福建卷）（12分）某研究性学习组欲测定一块电池的电动势E。‎ ‎①先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____V。‎ ‎②然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。‎ ‎（ⅰ）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。‎ ‎（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U-1/R图线。‎ 答案：‎ ‎14.（2020海南卷）.图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为Ig=600内阻为Rg，A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。‎ （1） 图1中分流电阻Rp的阻值为_______。‎ ‎（2）在电表改装成后的某次校准测量中，a表的示数如图所是，由此读出流过a电流表的电流为___mA。此时流过分流电阻R跑的电流为_______mA（保留一位小数）‎ 答案(1) (2)49.5、 49.0‎