专辑20电学实验二全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第10期.docx

专辑20电学实验二全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第10期.docx

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专辑20电学实验二全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第10期

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（第10期）

电学实验

（二）

1、（2020·河南省九师联盟高三上学期核心模拟二）某同学要测量量程为6V的电压表Vx的内阻，实验过程如下：

（1）先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表功能选择开关置于“×1K”挡，调零后，将红表笔与电压表________（选填“正”或“负”）接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接，指针位置如图所示，电压表内阻为________Ω.

（2）为了精确测量其内阻，现提供以下器材：

电源E（电动势为12V，内阻约为1Ω）

Ｋ开关和导线若干

电流表A（量程0.6A，内阻约为3Ω）

电压表V（量程10V，内阻约为15kΩ）

定值电阻R0（阻值为5kΩ）

滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为1A）

滑动变阻器R2（最大阻值为50Ω，额定电流为1A）

①请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图_______（需标注所用实验器材的符号）．

②待测电压表Vx内阻测量值的表达式为Rx＝________．（可能用到的数据：

电压表Vx的示数为Ux，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I）

【答案】

（1）负1.00×104

（2）①如图所示；

②

【解析】

（1）红表笔是欧姆表的负极，所以应该接电压表的负接线柱．电压表的内阻为

．

（2）滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，应该选择分压接法，若使用

会使流过滑动变阻器的电流超过

，故要选择

，电路图如图：

根据欧姆定律可得电压表内阻的测量值为：

．

2、（2020·安徽省滁州市天长中学等金三角联盟高三上学期第二次联考）物理社找到一根拉力敏感电阻丝，其阻值随拉力F变化的图像如图甲所示，社员们按图乙所示电路制作了一个简易“吊杆”。

电路中电源电动势E=3V，内阻r=1Ω；灵敏毫安表的量程为10mA，内阻Rg=5Ω；R1是可变电阻。

A，B两接线柱等高且固定。

现将这两根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘杆，将其两端接在A，B接线柱上。

通过光滑绝缘杆可将重物吊起。

不计敏感电阻丝的重力，现完成下列操作步骤：

步骤a：

滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；

步骤b：

滑杆下吊上已知重力的重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；

步骤c：

保持可变电阻R1接入电路阻值不变，读出此时毫安表示数I；

步骤d：

换用不同已知重力的物理，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；

步骤e：

将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘

（1）写出敏感电阻丝上的拉力F与重物G的关系：

F=___________。

（2）设R-F图像斜率为k，写出毫安表示数I与待测重物重力G关系的表达式：

I=___________。

（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）

（3）若R-F图像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。

测得θ=45°，毫安表指针半偏，则待测重物的重力G=________N。

（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是________。

A．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线均匀

B．重力零刻度线在毫安表零刻度处，刻度线不均匀

C．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线不均匀

D．重力零刻度线在毫安表零刻度处，刻度线均匀

（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台简易“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果________。

（填“偏大”“偏小”或“不变”）

【答案】

C不变

【解析】

（1）[1]对重物，可得

即

;

（2）[2]不挂重物时，由闭合电路欧姆定律可得

挂重物后，

由图中关系可知

整理得

（3）[3]将数据带入[2]中表达式可得

（4）[4]由

（2）中分析可知，不挂重物时，电表满偏，此时应该为重力的0刻线，由

可知，

不成线性关系，故刻度为不均匀的，故C正确，A、B、D错误；

故选B。

（5）[5]由于称重前现将电表调满偏，当电源内阻变化时，满偏时总电阻不变，故电源内阻变化对测量结果无影响。

3、（2020·河南省九师联盟高三上学期核心模拟三）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。

（1）首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；

（2）接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V（0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。

①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；

②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；

③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。

【答案】220Ω4.699（4.697~4.700均可）

电压表的示数U、电流表的示数I

【解析】

（1）[1]金属丝的阻值约为：

Rx=22×10Ω=220Ω；

（2）①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：

4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；

②[3]由

（1）可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：

由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：

解得：

R=10Ω

因此定值电阻应选择R1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：

③[4][5]电压表的示数U、电流表的示数I；流过金属丝的电流为其电压为：

由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：

又由电阻定律得：

截面积为：

解得：

。

4、（2020·广西省桂林市高三上学期第一次联合调研）利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻Rv（约为300Ω）．某同学的实验步骤如下：

①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合电键S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；

②闭合电键S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；

③保持电键S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开电键S2，调整电阻箱R0的阻值大小，使电压表的指针指到满刻度的三分之一；读出此时电阻箱R0=596Ω的阻值，则电压表内电阻RV=_____________Ω．

实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值999．9Ω）、电池（电动势约1．5V，内阻可忽略不计）、导线和电键之外，还有如下可供选择的实验器材：

A滑动变阻器：

最大阻值200Ω

B滑动变阻器：

最大值阻10Ω

C定值电阻：

阻值约20Ω

D定值电阻：

阻值约200

根据以上设计的实验方法，回答下列问题．

①为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用___________，定值电阻R'应选用______________（填写可供选择实验器材前面的序号）．

②对于上述的测量方法，从实验原理分析可知，在测量操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值R测___________真实值RV（填“大于”、“小于”或“等于”），这误差属于____________误差（填”偶然”或者”系统”）且在其他条件不变的情况下，若RV越大，其测量值R测的误差就越____________（填“大”或“小”）．

【答案】298ΩBC大于系统小

【解析】

（1）由实验原理可知，电压表的指针指到满刻度的三分之一，因此电阻箱分得总电压的三分之二，根据串联电路规律可知，

，故电压表内阻为298Ω；

①该实验中，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选择B；定值电阻起保护作用，因电源电动势为1．5V，若保护电阻太大，则实验无法实现，故定值电阻应选用C；

②从实验原理分析可知，当再断开开关S2，调整电阻箱R0的阻值，当当电压表半偏时，闭合电路的干路电流将减小，故内电压降低，路端电压升高，从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大，即使电压表示数为一半，而电阻箱R0的电压超过电压表电压，导致所测电阻也偏大，所以测量电阻大于真实电阻；本误差是由实验原理造成的，属于系统误差；且在其他条件不变的情况下，若RV越大，滑动变阻器并联部分两端电压变化越小，其测量值R测的误差就越小．

5、（2020·河北省衡水中学高三模拟）电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。

（1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为_____cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。

（2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体R外，实验室还备有的。

实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。

（均填器材前的字母代号）

A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；

B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；

C．电流表A1（量程0．6A，内阻约为1Ω）；

D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω）；

E．滑动变阻器R1（阻值范围0~5Ω，1.0A）；

F．滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，0.1A）；

G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）

H．开关S，导线若干。

（3）请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中_______________。

（4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为

=___________。

【答案】1.844（1.842~1.846均可）4.2406ACE

【解析】

（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为刻度读数十估读，由题图甲知，圆柱体的直径为

1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm

由于误差则1.842mm~1.846mm均可

[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为

42mm+8×0.05mm=42.40mm=4.240cm

[3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为

（2）[4][5][6]待测电阻大约

，若用滑动变阻器R2（阻值范围

，

）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器R1（阻值范围

，1.0A），电源电动势为3V，所以电压表应选3V量程的

为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为

所以电流表量程应选0.6A量程的。

（3）[7]根据以上分析，设计的电路图如图所示

（4）[8]由

，

及

得