2019高考物理课时作业（九）（含解析） 16页

课时作业(九)一、实验题(共14个小题，1～10每题6分，共60分，11～14每题10分共40分，满分100分)1．(2018·甘肃一模)某物理兴趣小组在“测定金属丝电阻率”实验中用游标卡尺测量金属丝的长度L时，如图甲所示L＝________cm；用螺旋测微器测量金属丝的直径d时，测量结果如图乙所示，则金属丝的直径d＝________mm.答案　10.050　0.688解析　由图示游标卡尺可知，其示数为：100mm＋0.05×10mm＝100.50mm＝10.050cm；由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm＋18.8×0.01mm＝0.688mm.2．(2016·浙江)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω.(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a或b)、导线②连接________(填c或d)．(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.U/A0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．A．①连接a，②连接c　　　B．①连接a，②连接dnC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d答案　(1)a　d　(2)作图如答案图所示　4.4～4.7　(3)B解析　(1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法；滑动变阻器采用分压式接法；故测R1的阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d；(2)作图如答案图；R1＝＝Ω＝4.4Ω；(3)根据电阻定律可得：R＝ρ＝；故R2＝R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应①连接a，②连接d；故选B项．3．(2018·和平区三模)一同学设计了如图(a)所示的实物电路测电流表G1的内阻r1.可供选择的器材如下：待测电流表G1：量程为0～5mA，内阻约为300Ω电流表G2：量程为0～10mA，内阻约为40Ω滑动变阻器R1：阻值范围为0～1000Ω滑动变阻器R2：阻值范围为0～20Ω定值电阻R3：阻值为40Ω定值电阻R4：阻值为200Ω定值电阻R5：阻值为2000Ω干电池E：电动势约为1.5V，内阻很小可忽略开关S及导线若干①滑动变阻器R应选________，定值电阻R0应选________(填写器材后面的代号)②实验步骤如下：a．按电路图连接电路，应将滑动变阻器滑片P调到________(选填“左端”“中间”“右端”)b．闭合开关S，移动滑片P至某一位置，记录G1和G2的读数，分别记为I1和I2c．改变滑片P位置，记录各次G1和G2的读数I1和I2，得到多组I1和I2d．以I2为纵坐标，I1为横坐标，建立坐标系，描点作图得到了如图(b)所示的图线e．利用求得的I2－I1图线的斜率k和已知的定值电阻R0，计算待测电流表G1内阻的表达式为r1＝________(k、R0表示)．③如果实验室只有电动势约为6V电源，要求利用本题提供的实验器材，仍然在图(a)所示电路图基础上完成本实验，改进办法是：______________________n__________________________________________________.答案　①R2　R4　②左端　(k－1)R0　③与电源串联电阻R3解析　①因为电流表G2的量程是待测电流表G1的2倍；所以定值电阻要和待测电流表内阻接近；而滑动变阻器采用分压接法，故总电阻不要太大．故定值电阻选R4，滑动变阻器选R2.②a：分压式电路，滑动变阻器作用为调节分压，为了保证电路安全，应该调节到分压为零的位置，故应将滑动变阻器滑片P调到左端；e：根据并联分流公式I2＝I1，又＝k，解得r1＝(k－1)R0.③因为电动势约为6V，所以为了保证电路安全可在定值电阻R3或R5中选择一个与电源串联起到分压作用，由于测量部分的电阻小于滑动变阻器的最大阻值，即：R测<20Ω，而R5阻值过大，分压过多，使电表偏角过小，导致误差较大，故选择R3与电源串联．4．(2017·河南模拟)要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A．待测电压表V(量程3V，内阻几千欧)B．电流表A(量程3A，内阻0.01Ω)C．定值电阻R(阻值2kΩ，额定电流50mA)D．蓄电池E(电动势略小于3V，内阻不计)E．多用电表F．开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________Ω.n(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是________．其理由是_____________________________________________________________________．(3)在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好．(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：___________________________________________________________________________________________________________________________________________；(5)用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV＝________．答案　(1)3000　(2)丙；乙图中电流表的示数太小，误差太大．丙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小．(3)实物图连接如图所示：(4)实验步骤：闭合K1，再闭合K2，读得电压表示数U1；再断开K2，读得电压表示数U2.(5)R解析　(1)选用×100倍率，读数为30×100Ω＝3000Ω.(2)较为合理的是丙图，因为电阻较大，乙图中电流表的示数太小，误差太大，丙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小；(3)实物图如答案图．(4)(5)需要直接测量的物理量是K2闭合、断开时电压表读数U1和U2；K2闭合时，示数U1相当于电动势，断开时，二者串联，电流相等，即＝，所以RV＝R.n5．(2018·威海市第二次模拟)为了测量阻值范围在200～300Ω之间的电阻Rx的阻值，实验室提供了如下器材：A．电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)B．毫安表(量程0～3mA，内阻约100Ω)C．直流电源(电动势约3V，内阻不计)D．两个单刀单掷开关，导线足量(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下．①按电路图连好电路，闭合开关K1，记下毫安表的读数．②断开K1，闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R1.假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx＝________．(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下．①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合K1、K2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2.②断开K2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3.假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx＝________．(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是________，理由________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案　(1)R1　(2)R2－R3　(3)甲　电流表超量程解析　(1)根据甲同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻Rx＝R1；(2)根据乙同学的实验步骤可知：R2＝R3＋Rx，则Rx＝R2－R3；(3)甲电路中，电键接通后，电流表的读数最小为I＝＝A＝10mA，已超过了电流表的量程，故此设计不合理．6．(2016·四川)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3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．n实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)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；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)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(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(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的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱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、R1、R2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．答案　(1)A、C　(2)C　(3)ka，k－R2解析　(1)电压表内阻越大，分得的电流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的A电压表；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I＝≈176mA，所以选量程为200mA的C电流表．(2)由电路分析可知，滑片右移电压表示数变大，意味着滑动变阻器接入电路部分阻值增大，考查B项两导线都接在金属柱两端上，接入电阻为0Ω；考查A项若两导线都接电阻丝两端，接入电阻为最大阻值，不会变化；考查C项一导线接金属杆左端，一导线接电阻丝左端，则滑片右移时阻值增大，符合题意；考查D项一导线接金属杆右端，一导线接电阻丝右端，则滑片右移阻值减小，不符合题意．(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，对比伏安特性曲线可知，图像斜率大小nk＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝＝，由题意知与横轴截距为a，所以a＝I＝，则E＝ka.7．(2018·安徽师大附中)小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻．(1)小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0，所用电路如图甲所示．①请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据．为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图像来处理实验数据，图像的纵坐标表示电压表读数U，则图像的横坐标表示的物理量应该是________．(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9V，内阻r2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA.小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9999Ω.①电路中R0为保护电阻．实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用________．A．20Ω，125mA　　　　　B．50Ω，20mAnC．150Ω，60mAD．1500Ω，5mA②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出－图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则电源的电动势E2＝________，内阻r2＝________．答案　(1)①图见解析　②　(2)①C　②　解析　(1)①根据电路图，实物连接如图所示：②根据欧姆定律可知：E1＝U＋(R0＋r1)，可得U＝E1－(R0＋r1)，故横坐标为；(2)①电路最小总电阻约为Rmin＝Ω＝180Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C；②在闭合电路中，电源电动势为E2＝U＋Ir2＝U＋r2，则＝·＋，则－图像是直线，截距a＝，得E2＝，斜率b＝，得r2＝.8．(2018·太原三模)如图，黑箱中有A、B、C三个接线柱，已知每两个接线柱间最多只有一个电器元件(可能有电源、定值电阻和二极管)．用多用电表对黑箱进行如下检测：①将选择开关置于OFF挡②将选择开关调到欧姆挡合适倍率，进行欧姆调零③将选择开关调到直流电压挡位，两表笔分别检测任意两个接线柱，均无示数④用两表笔进行检测，红黑表笔的位置和测量结果如下表红表笔接ABACBC黑表笔接BACACB测得阻值(Ω)20020011.2k27011k70(1)正确的实验操作顺序为________；(填步骤前序号)(2)黑箱内的电器元件应该有________；(3)在图中画出电器元件的连接图．n答案　(1)③②④①　(2)定值电阻和二极管　(3)如图解析　(1)先要确定有无电源，用电压挡，再用欧姆挡测量电阻值确定元件．则正确的实验操作为：③②④①(2)测量电阻电流由黑表笔入电阻，由红表笔出电阻，因红黑表笔接AB与接BA电阻相同，则AB间为电阻，接BC与CB电阻差别大，则BC间为一二极管，B端为正极；接AC，与CA电阻差别大，且比接BC时多了200Ω，则AC间为一电阻与二极管串联，则其内部电路为电阻与二极管，综合可知其电路如答案图：9．(2018·江西模拟)如图所示为多用电表的原理示意图，已知表头G的满偏电流为2mA、内阻为150Ω，刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”．选择开关S旋到“2”时量程为0～10mA，旋到“3”“4”“5”“6”时的量程未知，但测得R6＝570Ω，R7＝900Ω，E为两节新的干电池内阻忽略．请回答下列问题：(1)选择开关S旋到“6”时的量程为________．A．0～15AB．0～3VC．0～12VD．0～15V(2)正确使用欧姆挡测量电阻时，滑动变阻器R3连入的阻值为________Ω.(3)电池用久后，电动势变小了，内阻变大了，但仍能欧姆调零，用此表去测电阻，则其测量值比真实值________．(填“偏小”“偏大”或“不变”)分析　电流表、电压表与欧姆表都是由小量程电流表改装成的；把小量程电流表改装成电流n表应并联一个分流电阻，把电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻，把电流表改装成欧姆表时，应串联一个滑动变阻器，电路应有一个电源；分析清楚电路结构，根据电流表、电压表与欧姆表的原理分析答题．答案　(1)D　(2)270　(3)偏大解析　(1)开关S旋到“6”时为电压表，量程为：U＝IgRg＋I(R6＋R7)＝10×10－3×(570＋900)V＋2×10－3×150V＝15V，故选D项．(2)由闭合电路欧姆定律可得：R3＝＝Ω＝270Ω(3)电池用久了，电源电动势E变小内阻增大，欧姆表调零时，内阻变小应用欧姆表测电阻时，I＝＝＝，由于R内偏小，则电流I偏小，欧姆表指针偏转角度较小，电阻测量值偏大．10．(2015·安徽)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA，内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为________Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且做相关计算后一并记录如下表．123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20①根据表中数据，图乙中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图乙中，并画IR－I图线n②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.答案　(1)并联　5.0　(2)①见解析②1.53　2.0解析　(1)表头改装为大量程的电流表需并联一个电阻，由并联知识可知，R(50×10－3－100×10－6)＝100×10－6×2500，解得R≈5.0Ω.(2)描点连线后如图所示．由图线纵轴截距得到电池的电动势为1.53V，由图线斜率求得的电阻值减去改装后的电流表阻值可得到电池内阻为2.0Ω.11．(2018·吉林三模)现有一块直流电流计G，满偏电流为200μA，内阻约为400Ω，某同学想把它改装成量程为2V的电压表，他首先根据图示电路，用半偏法测定电流计G的内阻．(1)为提高测量准确度，在以下器材中，电阻器应选用________；电池应选用________(选填器材前的字母)．nA．电池(电动势1.5V，内阻不计)B．电池(电动势4.5V，内阻不计)C．电阻箱(0～999.9Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1kΩ)F．电位器(0～51kΩ)(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是________，最后记录R′的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)A．S1闭合B．S2闭合C．调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D．调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E．调节R′的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F．调节R′的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果测得R′的阻值为400.0Ω，即为电流计G内阻的测量值．则给电流计G________联(选填“串”或“并”)一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装成量程为2V的电压表．(4)请你推断在本实验中电流计G内阻的测量值R′比其内阻的实际值Rg是偏大还是偏小________．答案　(1)F　B　(2)ACBE　(3)串　9.6　(4)偏小解析　(1)该实验采用半偏法测量，测量电路要让电流计达到满偏，电源电压至少大于2V，故选电源B；闭合S2，电路中电流I不能大于200μA，由I＝知，R＝－Rg，代入数据，得R≈30kΩ，故选F项．(2)半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合电键S1，调节滑动变阻器R，使表头指针满偏；第三步，闭合电键S2，改变电阻箱R′的阻值，当表头指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于表头内阻Rg.故应选ACBE项．(3)将电流计改装成电压表，应串联接入一分压电阻R，由欧姆定律及串联电路分压规律有：U＝IgRg＋IgR(其中U为改装后电压表的满偏电压)则R＝－Rg＝Ω－400Ω＝9.6kΩ.(4)实际上电阻箱并入后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻．所以，n该测量值“略小于”实际值．12．(2016·天津)某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：电压表V1(量程0～3V，内阻等于3kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻等于15kΩ)电流表A1(量程0～200mA，内阻等于10Ω)电流表A2(量程0～3A，内阻等于0.1Ω)滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2A)滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流0.5A)定值电阻R3(阻值等于1Ω)定值电阻R4(阻值等于10Ω)定值电阻R5(阻值等于1kΩ)电源E(E＝6V，内阻不计)①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．②该同学描绘出的I－U图像应是下图中的________．答案　①电路如图　②B解析　①用电压表V1和R5串联，可改装成量程为U＝(rV1＋R5)＝4V的电压表；用电流表A1与R4并联可改装成量程为I＝IA1＋＝0.4A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为使曲线完整，滑动变阻器采用分压接法，故选择总阻值小的R1；电路如答案图．②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I－U图线应该是B.13．(2018·课标全国Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2n为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小数)答案　(1)如图所示：(4)(－1)R0　(6)48.2解析　开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I＝U1/R0，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝U/I＝nR0＝(－1)R0.5次测量所得的平均值，(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)/5＝3.41，代入Rx＝(－1)R0＝(3.41－1)×20.0Ω＝48.2Ω.14．(2018·南开区二模)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关T和两个部件P、Q.请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件________，使指针对准电流的“0“刻线．②将T旋转到电阻挡“×100“的位置．③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”)．④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将T旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将T旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准⑤某同学用该多用电表测量一个量程为3V的电压表的内阻，他选择了电阻挡“×100”并进行了正确的操作．测量时指针位置如图所示，得出电压表内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用电表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为________V(结果保留两位有效数字)．答案　①P　③Q　0刻线　④ADC　⑤1.0解析　①旋动机械调零旋钮P，使指针对准电流的“0”刻线．③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮Q，使指针对准电阻的0刻线．④将两表笔分别与待测电阻相接，指针偏转角度过小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应将T旋转到电阻挡“×1k”的位置，然后进行欧姆调零，然后再测电阻阻值，故正确操作为A、D、C三项．n⑤欧姆表的内电阻等于中值电阻，为：R＝15×100Ω＝1500Ω；电压表的内电阻为：RV＝3000Ω；电压表读数：U＝IRV＝RV＝×3000V＝1.0V.