2017年度高考物理（第2部分 第2讲 拿下实验题 压住上线分）二轮随堂练习 10页

第二部分 物理如何拿满分 ‎ 第2讲　拿下实验题——压住上线分 ‎1．(应用型)如图10甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：‎ ‎(1)调节________，使电表指针停在指针对准________的“‎0”‎刻线(填“电阻”或“电流”)．‎ ‎(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置．(填“×‎1”‎、“×‎10”‎、“×‎100”‎或“×1 k”)‎ ‎(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________的“‎0”‎刻线(填“电阻”或“电流”)．‎ ‎(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图10乙所示，该电阻的阻值为________Ω.‎ ‎(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．‎ 图10‎ 图11‎ ‎2．(应用型)如图11所示是电子拉力计的示意图，金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1之间的摩擦不计)．定值电阻R0；电阻R1是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的(类似于滑动变阻器)，其长度为‎10 cm，阻值R1＝300 Ω，电源电动势E＝3 V，内阻不计．理想电流表的量程为0～100 mA.当拉环不受拉力时，触头P刚好不与电阻R1接触(即电路断开)．弹簧的劲度系数为10 000 N/m.‎ ‎(1)电路中连入的R0阻值至少应为_______________Ω.‎ ‎(2)设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值，那么在原电流表的40 mA处应改为________N．分析可知，拉力计的刻度是否均匀_________．(填写“均匀”或“不均匀”)‎ ‎(3)为了使拉力计的量程增大应采用的措施是(只填写一条)_____________．‎ ‎3．(测量型)某待测电阻Rx(阻值约20 Ω)．现在要较准确地测量其阻值，且测量时要求两电表的读数均大于其量程的，实验室还有如下器材：‎ A．电流表A1(量程150 mA，内阻r1约为10 Ω)‎ B．电流表A2(量程20 mA，内阻r2＝30 Ω)‎ C．定值电阻Rx(100 Ω)‎ D．滑动变阻器R(0～10 Ω)‎ E．直流电源E(电动势约4 V，内阻较小)‎ F．开关S与导线若干 ‎(1)在下图中虚线框内画出测量电阻Rx的电路图，并将图中元件标上相应符号；‎ ‎(2)用已知量和一组直接测得的量写出测量电阻Rx的表达式为________________．‎ ‎4．(测量型)如图12所示为一电学实验的原理图．该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500 Ω)．实物图所给两电流表量程相同，内阻都很小．实验步骤如下：‎ 图12‎ ‎(1)调节电阻箱，使它的阻值R与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端；‎ ‎(2)合上开关S；‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转；‎ ‎(4)记下两个电流表和的读数I1和I2；‎ ‎(5)多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下和的多组读数I1和I2；‎ ‎(6)求Rx的平均值．‎ 回答下面问题：‎ ‎(1)不计电流表内阻的影响，用I1、I2和R0表示Rx的公式为Rx＝______________．‎ ‎(2)考虑电流表内阻的影响，用I1、I2、R0、的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx＝____________．‎ ‎5. (测量型)(1)一微安表的刻度盘只标注了表示量程Ig＝100 μA 的刻度线，尚未标注其他分刻度线，请用下列全部器材测量微安表的内阻：‎ 待测微安表：内阻Rg约为2 kΩ 毫伏表：量程250 mV，最小分度5 mV，内阻约为1 kΩ 滑动变阻器R1：0～50 Ω 滑动变阻器R2：0～3 kΩ 直流电源E：电动势E＝1.5 V，内阻r约为1 Ω 单刀单掷开关S，导线若干 在如图13所示的实验电路原理图上标明所选用的滑动变阻器．‎ ‎(2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上：‎ 第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、R2的触头分别置于合理的位置； ‎ 图13‎ 第二步：闭合S，分别调节R1和R2至适当位置，____________‎ ‎____________．‎ ‎(3)用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg＝‎ ‎________________．‎ ‎6．(测量型)某同学设计如图14所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA.‎ 图14‎ ‎(1)实验时，应先将电阻箱电阻调到________．(填“最大值”、“最小值”或“任意值”)‎ ‎(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I.‎ 下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(填“1”或“2”)‎ 方案 编号 　 ‎ 电阻箱的阻值R/Ω ‎1‎ ‎400.0‎ ‎350.0‎ ‎300.0‎ ‎250.0‎ ‎200.0‎ ‎2‎ ‎35.0‎ ‎30.0‎ ‎25.0‎ ‎20.0‎ ‎15.0‎ ‎(3)根据实验数据描点，绘出的－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________．(用k、b和RA表示)‎ ‎7．(设计型)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．‎ A．电压表V1(量程6 V、内阻很大)‎ B．电压表V2(量程3 V、内阻很大)‎ C．电流表A(量程‎3 A、内阻很小)‎ D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流‎4 A)‎ E．小灯泡(‎2 A、5 W)‎ F．电池组(电动势E、内阻r)‎ G．开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．‎ ‎(1)请将设计的实验电路图在图15甲中补充完整．‎ ‎(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I，U1)、(I，U2)，标到U－I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)‎ ‎(3)在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为________(结果保留两位有效数字)．‎ 图15‎ ‎8．(应用型)测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度的器材如下：‎ A．待测螺线管L(符号)：绕制螺线管金属丝的电阻率为ρ，电阻R约为100 Ω B．螺旋测微器 C．电流表A1：量程100 μA，内阻RA1＝500 Ω D．电流表A2：量程‎0.6 A，内阻RA2＝15 Ω E．电压表V1：量程6 V，内阻RV1＝4 kΩ F．电压表V2：量程3 V，内阻RV2＝2 kΩ G．定值电阻：Rg＝50 Ω H．滑动变阻器R′：全电阻约为1 kΩ I．电源E：电动势9 V，内阻忽略不计 ‎(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图16所示，其示数为d＝_________mm.‎ ‎(2)根据所给实验器材，电流表选用________，电压表选用________(填写实验器材前面的字母)．‎ ‎(3)根据图17中的实物图，在图下边方框中作出实验原理图. ‎ 图16‎ 图17‎ ‎(4)若测得的金属丝直径用d表示，电流表G的读数用I表示，电压表V的读数用U表示，则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L＝________．‎ ‎9．(探究型)电子技术兴趣小组为了研究某种二极管的特性，用如图18甲所示的电路测定该元件的伏安特性曲线．实验发现当电源反接时，电路中无电流，当正向电压较小时也无电流，记录的部分数据如下表．‎ 图18‎ ‎ ‎ 电压/V ‎1.4‎ ‎1.5‎ ‎1.7‎ ‎1.9‎ ‎2.0‎ ‎2.1‎ ‎2.2‎ ‎2.3‎ ‎2.4‎ ‎2.5‎ 电流/mA ‎0‎ ‎0‎ ‎2.0‎ ‎4.0‎ ‎12.0‎ ‎22.0‎ ‎32.0‎ ‎42.0‎ ‎52.0‎ ‎60.0‎ ‎(1)请根据以上实验数据用描点法在图乙的坐标纸上作出这个二极管的U－I图线；‎ ‎(2)若加在该二极管两端的正向电压达到1.9 V后才以正常工作，则从图线可以看出这种二极管正常工作前后的导电情况有何区别？____________．‎ ‎(3)若电源的电动势为6 V，内阻不计．当电流表示数为12.0 mA时，滑动变阻器接入电路的电阻为________Ω.‎ ‎10．(测量型)有一内阻未知(约25 kΩ～35 kΩ)、量程未知(约25 V～35 V)，共有30个均匀小格的直流电压表.‎ ‎(1)某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆挡的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30.‎ A．请你在图19中将他们的实验电路连接起来．他们在实验过程中，欧姆挡的选择开关拨至倍率“×________” .‎ B．在实验中，同学读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出欧姆表电池的电动势表达式．‎ ‎(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为30 kΩ，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度．‎ 标准电压表：量程3 V，内阻3 kΩ 电流表：量程0～3 A，内阻未知 滑动变阻器：总阻值1 kΩ 稳压电源E：30 V，内阻不能忽略 电键、导线若干 A．在下边方框中画出实验电路图 B．选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式Ug＝________．‎ 式中各字母的意义是：____________．‎ 图19‎ 参考答案 第2讲　拿下实验题——压住上线分 ‎【题型专练】‎ ‎1．解析　使用多用电表欧姆挡，先机械调零．中值电阻为15 Ω，测量20 Ω的电阻时，要使用×1的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19.0 Ω.‎ 答案　(1)调零螺丝　电流　(2)×1　(3)调零旋钮　电阻 ‎(4)19.0‎ ‎2．解析　(1)当P移动到R1的最右端时，电流表恰好满偏，则有R0＝＝30 Ω.‎ ‎(2)Rx＝－R0＝45 Ω，＝，解得x＝‎8.5 cm，F＝kx＝850 N；由于电流与拉力不成正比，所以刻度不均匀．(3)换劲度系数更大的弹簧，弹簧伸长相同的长度时，需要的拉力更大．‎ 答案　(1)30　(2)850　不均匀　(3)更换劲度系数更大的弹簧 ‎3．解析　从题目给出的器材中知，这里对电阻Rx的测量可用伏安法来设计电路．由于没有电压表，而电流表A2的内阻r2已知，因此电压表可由电流表A2和固定电阻R0(100‎ ‎ Ω)串联．通过计算我们不难发现，这种设计完全符合题中的测量要求．考虑到题给出的其它器材规格与要求，控制电路宜采用分压式控制电路．完整的实验电路设计成如图所示．进行实验时在某次合适的测量中，记下A1表与A2表的示数分别为I1 与I2，则有(I1－I2)Rx＝I2(r2＋R0)，故Rx＝.‎ 答案　(1)如解析图所示　(2)Rx＝ ‎4．解析　(1)若不计电流表内阻，‎ 则有：I1R0＝I2Rx，故Rx＝R0，‎ ‎(2)若考虑电流表内阻，‎ 则有：I1(r1＋R0)＝I2(r2＋Rx)，‎ 故有：Rx＝－r2.‎ 答案　(1)R0　(2)－r2‎ ‎5．解析　(1)微安表内阻比较大，因而把阻值较小的滑动变阻器用作分压接法，从而粗调电压；而阻值较大的滑动变阻器用作限流接法，从而微调电压．而微安表和毫伏表的内阻比较接近，因而两者并联，所作电路图如右图所示．‎ ‎(2)因要使用微安表的刻度，故而必须使微安表满偏，记下此时毫伏表的示数．‎ ‎(3)根据欧姆定律可知，微安表的内阻为.‎ 答案　(1)如解析图所示　(2)使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数U　(3) ‎6．解析　(1)为保护电流表，将电阻箱的电阻调到最大值；‎ ‎(2)实验时，若电阻箱的阻值太大，‎ 电流很小，实验误差大，所以比较合理的是方案2；‎ ‎(3)由闭合电路的欧姆定律有：‎ E＝I(r＋RA＋R)，整理得＝R＋，‎ 所以k＝，b＝，解得E＝，r＝－RA.‎ 答案　(1)最大值　(2)2　(3)　－RA ‎7．解析　(1)先作出测量电源内阻和电动势的电路图，然后在此基础上增加伏安特性曲线电路，需要注意，小灯泡额定电压为2.5 V，且电阻较小，故伏特表直接与小灯泡并联，而电压表则测量路端电压，电路如图所示．‎ ‎(2)根据图象可知，倾斜的直线为计算电源电动势和内阻的图线，该图线的纵截距为电动势大小，图线斜率的绝对值为电源内阻大小．据此可知电动势E＝4.5 V，r＝1.0 Ω.‎ ‎(3)由图象可知，小灯泡两端电压为2.5 V，电源内电压为2 V，故滑动变阻器连入电路阻值为0.电源的效率为η＝×100%＝56%.‎ 答案　(1)如解析图所示；‎ ‎(2)4.5　1.0‎ ‎(3)0　56%‎ ‎8．解析　(1)读数为1.125±0.001‎ ‎(2)由于电源电动势为9 V，故电压表采用E.估算电流最大为‎0.09 A，故电流表选C.‎ ‎(3)实验原理如右图所示 ‎(4)电压表通过的电流为，R0两端的电压为R0，RL两端的电压为IRL＝R0－IRg，又由电阻定律RL＝ρ＝ρ可解得，L＝ 答案　(1)1.125±0.001　(2)C　E　(3)如解析图所示 ‎(4) ‎9．(1)如图所示 ‎(2)正常工作前导电性能差(或电阻大)，正常工作后导电性能好(或电阻小)‎ ‎(3)×103‎ ‎10．解　(1)A.电路如下图甲所示，测电阻时应尽量使指针指在中间值附近，所以应选“×1 k”．‎ B．欧姆表中电阻值为R中 ＝ 30×1 kΩ＝ 30 000 Ω，欧姆表指n刻度，则电压表内电阻 RV ＝ 1000 n，流过电压表电流IV ＝ ＝ ，根据闭合电路欧姆定律，电池电动势E＝U＋IVR中＝U.‎ ‎(2)A.如图乙所示．I＝＝ A＝1 mA，所以不能用电流表；又电压表的量程较小于电源电动势，所以滑动变阻器应用分压接法．‎ B．Ug＝，其中N：表指针所指格数，U1：表读数．‎