【物理】2020高考二轮复习查漏补缺之物理实验题题型专练2（解析版）

【物理】2020高考二轮复习查漏补缺之物理实验题题型专练2（解析版）

‎2020届高考查漏补缺之物理实验题题型专练（二）‎ ‎1、要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。已选用的器材有：‎ 直流电源（电压为4 V）；‎ 电流表（量程为0~‎0.6 A，内阻约0.5 Ω)；‎ 电压表（量程为0~3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 电键一个、导线若干。‎ ‎（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_______（填字母代号）。‎ A．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流‎1 A） ‎ B．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流‎0.3 A）‎ ‎（2）如图为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连接。‎ ‎（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而____________（填“增大”、“不变”或“减小”）。‎ ‎（4）如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是_______Ω（保留两位有效数字）。‎ ‎（5）根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是______________。‎ A．测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电压表内阻引起 B．测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电流表内阻引起 C．测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电压表内阻引起 D．测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电流表内阻引起 ‎2、描绘一个标有“6V 3W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材： a．标有“6V 3W”字样的小灯泡一个； b. 9伏学生电源一个； c．量程为0-9V的电压表，内阻约为15千欧； d．量程为0-3V的电压表，内阻约为3千欧； e．量程为0‎-0.6A的电流表，内阻约为0.5欧； f．量程为0‎-3A的电流表，内阻约为0.1欧； g．滑动变阻器（阻值范围0-500欧，允许通过的最大电流‎0.5A）； h．滑动变阻器（阻值范围0-50欧，允许通过的最大电流‎1.5A）；电键一个，导线若干． （1）为减小实验误差，方便调节，请在图给定的四个电路图和上述所给的器材中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是 ，电压表应选 ；电流表应选 ；滑动变阻器应选取 ．‎ ‎（2）根据实验测定的数据，以电压U为横坐标，电流强度I为纵坐标画出图线，在图2中给出的四个I-U图线中，最能反映实际情况的是 ，简要说明理由 ． ‎ ‎3、某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100,内阻大约为2500)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器(其中一个阻值为20,另一个阻值为2000);电阻箱(最大阻值为99999.9);电源(电动势约为1.5);单刀双掷开关和.分别为两个滑动变阻器的滑片。‎ ‎1.按原理图(a)将图(b)中的实物连线。‎ ‎2.完成下列填空:‎ ‎①的阻值(填“‎20”‎或“‎2000”‎)‎ ‎②为了保护微安表,开始时将的滑片滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将的滑片置于中间位置附近;‎ ‎③将电阻箱的阻值置于2500.0,接通。将的滑片置于适当位置,再反复调节的滑片的位置。最终使得接通前后,微安表的示数保持不变,这说明接通前与所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)‎ ‎④将电阻箱和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将的阻值置于2601.0时,在接通前后,微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为(结果保留到个位)‎ ‎3.写出一条提高测量微安表内阻精度的建议。‎ ‎4、某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V)。开关1个,导线若干. ‎ 实验步骤如下: ①按电路原理图(a)连接线路; ②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S; ③调节滑动变阻器,使电压表满偏; ④保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。 回答下列问题:‎ ‎(1)实验中应选择滑动变阻器__________(填“”或“”)。‎ ‎(2)根据图(a)所示电路将图中实物图连线。‎ ‎(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为__________Ω(结果保留到个位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为( )‎ A.100μA B.250μA C.500μA D.1mA ‎5、某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：‎ ‎（1）螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动 （选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．‎ ‎（2）选择电阻丝的 （选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．‎ ‎（3）如图中，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入如图实物电路中的正确位置．‎ ‎ ‎ ‎（4）为测量R，利用如图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压和电流的值，作出的关系图象如图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压和电流的值，数据见下表：‎ ‎/V ‎0.50‎ ‎1.02‎ ‎1.54‎ ‎2.05‎ ‎2.55‎ ‎/mA ‎20.0‎ ‎40.0‎ ‎60.0‎ ‎80.0‎ ‎100.0‎ 请根据表中的数据，在方格纸上作出图象．‎ ‎（5）由此，可求得电阻丝的= Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．‎ ‎6、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：‎ ‎1.用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为_____mm.‎ ‎2.用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为_____mm.‎ ‎3.用多用电表的电阻“x10Ω”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的电阻值约为_______Ω.若使用的是直流电压“x10V”，则该电压的读数为_______V.‎ ‎4.该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R；‎ 开关S；‎ 导线若干；‎ 电流表（量程0~4mA，内阻约50Ω） 电流表（量程0~10mA，内阻约30Ω）；‎ 电压表（量程0~3V，内阻约10kΩ） 电压表（量程0~15V，内阻约25kΩ）；‎ 直流电源E（电动势4V，内阻不计）‎ 滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流为‎2.0A）；‎ 滑动变阻器（阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流为‎0.5A）‎ 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电阻R两端的电压从零调起，请在方框中画出测量的电路图，电流表应选______电压表应选______变阻器选择_______.‎ ‎7、回答下列问题:‎ ‎1.我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为__________,向心加速度大小为__________。‎ ‎2.如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。‎ ‎①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是__________。‎ A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物 ‎②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有__________。‎ A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 ‎3.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表的内阻,电阻,为了方便读数和作图,给电池串联一个的电阻。‎ ‎①按图示电路进行连接后,发现aa’、bb’和cc’三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b’间电压,读数不为零,再测量a、b’间电压,若读数不为零,则一定是__________导线断开;若读数为零,则一定是__________导线断开。‎ ‎②排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表和的多组、数据,作出图象如下图。由图象得到的电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。‎ ‎8、用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻（阻值10 Ω）和（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。‎ 实验主要步骤：‎ ‎（1）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；‎ ‎（2）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；‎ ‎（3）以U为纵坐标，I为横坐标，做U–I图线（U、I都用国际单位）；‎ ‎（4）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。‎ A．电压表（0~3 V，内阻约15 kΩ） B．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）‎ C．电流表（0~200 mA,内阻约2 Ω） D．电流表（0~30 mA,内阻约2 Ω）‎ ‎（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。‎ A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 ‎（3）选用k、a、和表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。‎ ‎9、回答下列问题 ‎（1）小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正确的操作顺序是__________(填字母);‎ A.把选择开关旋转到交流电压最高档 B.条件欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C.把红黑表笔分别接在Rx两端,然后读数 D.把选择开关旋转到合适的档位,将红、黑表笔接触 E.把红黑表笔分别插入多用电表“﹢、-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指0‎ ‎（2）小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx=__________Ω;‎ ‎（3）小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法测量。现有实验器材如下:电源(电动势3V,内阻可忽略),电压表(量程3V,内阻约3kΩ),多用电表(2.5mA档;25mA档和250mA档,对应的内阻约40Ω,4Ω和0.4Ω),滑动变阻器RP(0~10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关及导线若干。测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图中最合适的是__________(填字母),多用电表选择开关应置于__________档。 ‎ ‎10、图（a）为某简易多用电表的电路图。图中是表头；E是电池；和是固定电阻；是可变电阻；虚线方框内为换档开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个档位，分别为：直流电压2.5V档和5V档，直流电流2.5mA档和10mA档，欧姆x100Ω档。‎ ‎1.图（a）中的A端与____（填“红”或“黑”）色表笔相连接。‎ ‎2.某次测量时该多用电表指针位置如图（b）中的c位置所示。若此时多用电表使用的是直流电压2.5V档，则多用电表读数为____V；若此时多用电表使用的是欧姆x100Ω档，则读数为____Ω。‎ ‎3.某次使用欧姆档时，先将两表笔短接，若多用电表指针位置如图（b）中的d位置，则应应将接入电路的电阻调____（填“大”或“小”），才能使电表指针指在表盘右端电阻“‎0”‎位置。‎ ‎4.当多用电表使用10mA档时，虚线方框内的换档开关应与____号接线柱连接。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：（1） A ‎ ‎(2)‎ ‎(3) 增大 ‎ ‎（4） 12Ω ‎ （5） ‎ C ‎ 解析：‎ ‎(1)由于采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择总电阻A；‎ ‎(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻为：，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示,‎ ‎(3)由图示图象可知，随电压增大通过灯泡的电流增大，电压与电流表的比值增大，灯泡电阻增大。‎ ‎(4)电压表量程为3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.3V，由图示图象可知，2.3V对应的电流为‎0.2A，此时灯泡电阻为：‎ ‎；‎ ‎(5)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流I偏大，测得的小灯泡正常发光的功率P=UI偏大，故选C；‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：（1）C , c  , e , h;‎ ‎（2）C，灯丝电阻随温度升高而增大 解析： (1)因要求小灯泡电压从零调节，所以滑动变阻器应用分压式，由于小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，故选取的电路应为C；‎ 本实验应采用分压接法，故滑动变阻器应选用小电阻；故滑动变阻器应选择h；灯泡额定电压为6V，故电压表选c，灯泡中的电流最大为，故为了准确和安全，电流表应选用e；‎ ‎(2)根据欧姆定律可知，小灯泡电阻可知，小灯泡电阻应等于图线上的点与原点连线的斜率值，而斜率逐渐增大，所以小灯泡电阻随温度T的关系是T升高R增大；‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：1.如图所示 ‎ ‎ 2.20; 左; 相等; 2550; 3.调节上的分压,尽可能使微安表接近满量程 解析：‎ ‎2.①由于电源电动势为1.5V,所以应选择阻值较小的滑动变阻器,故; ‎ ‎②为了保护微安表,通过微安表的电流应从零逐渐增大,当滑片C滑到滑动变阻器的最左端时,通过微安表的电流为零,所以开始时,滑片C应滑到滑动变阻器的最左端;‎ ‎③接通前后,微安表的示数保持不变,则微安表两端的电压不变,又微安表右端电势在接通前后保持不变,所以说明接通前B与D所在位置的电势相等;‎ ‎④设微安表内阻为,根据题意有,解得; 3.为了保证外电路电压恒定,可以使阻值小些。‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：(1); (2)‎ ‎(3)2520; (4)D 解析：(1)本实验利用了半偏法测电压表的内阻,实验原理为接入电阻箱的时候电路的总电阻减小的不太大,故需要滑动变阻器为小电阻,故选可减小实验误差. (3)电压表的内阻和串联,分压为2.00V和0.50V,则. (4)电压表的满偏电流,故选D.‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：（1）C （2）不同 （3）见图1 （4）见图2 （5）23.5（23.0~24.0都算对）‎ 解析： （1）在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；‎ ‎（2）为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；‎ ‎（3）按照原理图，将实物图连线如图：‎ ‎；‎ ‎（4）将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：‎ ‎；‎ ‎（5）当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为的电压，由图可得：，所以。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：‎1.50.15‎ ;2.4.700 ;3.220 ;3.9 4. , ,采用分压式接法，电路如图所示 解析： （1）游标卡尺主尺读数为‎50mm，游标尺读数为3×‎0.05mm=‎0.15mm，故测量值为‎50.15mm；‎ ‎（2）螺旋测微器主轴读数为‎4.5mm，螺旋读数为20.0×‎0.01mm=‎0.200mm，故测量值为‎4.700mm；‎ ‎（3）欧姆表的读数为刻度值乘以倍率，所以测量值为22×10=220Ω，因指针指在中央刻度值附近，故不需要换倍率；‎ ‎（4）电动势为4V，故电测电阻的最大电流约为，所以电流表选择；电压表选择；因要测量多组数据故滑动变阻器用分压式接法，为调节方便，所以滑动变阻器应选择跟待测电阻相差不大的阻值，即选择，综上所述，电路应该按如图所示接法。‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：1. ; 2.AB; BC; 3.aa'; bb'; 1.4（1.36~1.44均可）; 0.5（0.4~0.6均可）‎ 解析：1.在地球表面附近,物体所受重力和万有引力近似相等,有: ,航天器绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有: ,解得:线速度,向心力加速度.‎ 考点:‎ 万有引力定律的应用 2.①重物选用质量和密度较大的金属锤,减小空气阻力,以减小误差,故A正确;‎ 两限位孔在同一竖直面,内上下对正,减小纸带和打点计时器之间的阻力,以减小误差,故B正确;‎ 验证机械能守恒定律的原理是: 重物质量可以消掉,无需精确测量出重物的质量,故C错误;‎ 用手拉稳纸带,而不是托住重物,接通电源后,撒手释放纸带,故D错误。‎ ‎②由EG的长度长度可求出打F点的速度,打O点的速度,但求不出OF之间的距离h,故A错误;‎ 由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度,打O点的速度,有OC之间的距离h,可以来验证机械能守恒定律,故B正确;‎ 由BD和EG的长度可分别求出打点的速度和打点的速度,有CF之间的距离h,可以来验证机械能守恒定律,故C正确;‎ AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度,但BC、CF、BF之间的距离都无法求出,无法验证机械能守恒定律,故D错误。‎ 考点:‎ 实验——验证机械能守恒定律 3.①用电压挡检测电路故障,电压表的表头是电流计,原电路有断路,回路中无电流,将电压表接在间后有示数,说明电路被接通,即间有断路故障,再测量间电压,电压表读数不为零, 说明断路故障的范围被缩小到间,则一定是导线断幵;若读数为零,则说明电路仍未被接通,断路故障的范围被确定在间。‎ ‎②根据闭合电路的欧姆定律: ,,上式可简化为,读出两点坐标:(60, 0.12)和(260, 0.05),代入方程解得:电动势,内阻。‎ 考点:‎ 实验——用伏安法测干电池的电动势和内阻 ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：（1）A,C（2）C（3）, ‎ 解析：（1）电压表最好选用内阻较大的A；电路中最大电流约为，电流表选用C;‎ ‎（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明外电路的电阻变大，滑动变阻器电阻变大，则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是必有一条导线接在电阻丝左端接线柱，另一条导线接在滑动变阻器金属杆接线柱上，故选C;‎ ‎（3）图线在U轴上的截距等于电动势E，则；斜率的绝对值等于内阻与之和，则。‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：（1）EDBCA; （2）2.8~3.0; （3）B; 250mA 解析：（1）多用电表应先进行机械调零,再进行欧姆调零,用完后再把电表档位调整到交流电压最高档或OFF档;E项是机械调零,DB是欧姆调零,C是测电阻,最后关闭是A,故答案为EDBCA。 ‎ ‎（3）AB、 由于待测电阻较小,电流表电阻引起的误差较大,所以采用外接法,故A错误,B正确;C. 电压表量程为3V,电源电动势为3V,C图接法致使电压表偏转不明显,故C错误;D. 图中电路图电压表测量的是电源的电压,不会随着滑动变阻器变化而变化,故D错误;故选B。用电源电动势除以总电阻,最大电流约为,所以选择250mA的量程。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案： (1)黑;(2)1.48;1100;(3)小;(4)1。‎ 解析：(1)由图(a)所示电路图可知，A与欧姆表内置电源的正极相连，A为黑表笔。‎ ‎(2)多用电表使用的是直流电压2.5V挡，由图示表盘可知，其分度值为0.05V，多用电表读数为1.48V；若此时多用电表使用的是欧姆×100Ω挡，则读数为：11×100=1100Ω。‎ ‎(3)由图(b)所示可知，指针指在d位置，电流小于满偏电流，为使指针指在表盘右端电阻“‎0”‎位置，即使指针指在满偏电流处,应减小电路电阻,因此应将接入电路的电阻调小。‎ ‎(4)由图(a)所示电路可知，换挡开关置于1时，分流电阻阻值较小，电流表量程大，选择开关置于2时分流电阻较大，电流表量程较小，由此可知，换挡开关置于1时电流表量程为10mA ‎ ‎