北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
专题十四 实验
备考篇
【考情探究】
课标解读
考情分析 备考指导
考点 内容
1.测量做直线运动物体的瞬时速度
2.探究弹簧弹力与形变量的关系 物理是以实验为基础的学科,实验能力
从近几年的高考试题来看,高考加强了对
3.探究两个互成角度的力的合成规律 是物理学科的重要能力,高考物理历来
实验探究能力的培养,所有试题的考查都
4.探究加速度与物体受力、物体质量 重视考查实验能力,从近几年的高考试
力学实验 源于课本实验,但已从简单的背诵实验形
的关系 题可以看出高考命题有以下几个特
式向分析、理解实验等方面转变,因此,在
5.探究平抛运动的特点 点:1.基本仪器的使用是考查的热点;2.
复习备考中应深刻理解课本实验原理,体
6.验证机械能守恒定律 实验的实际操作是考查的重点;3.设计
会实验思想,能根据基本实验原理设计实
7.验证动量守恒定律 实验是考查的难点;4.实验的基本原理
验方案,并能对实验数据进行处理,进而得
1.长度的测量及其测量工具的选用 和思想方法是考查的核心;5.实验数据
出实验结论。要知道系统误差与偶然误
2.观察电容器的充、放电现象 处理在试题中逐年体现,是实验的一个
差,会分析误差来源,知道用多次测量求平
3.测量金属丝的电阻率 重要环节。主要考查考生对实验原
均值的方法减小偶然误差,会用有效数字
电学实验 4.测量电源的电动势和内阻 理、实验步骤、数据分析、注意事项
表达直接测量的结果,间接测量结果的有
5.用多用电表测量电学中的物理量 等的掌握,对实验进行拓展延伸的能力,
6.利用传感器制作简单的自动控制装 对知识进行迁移应用的能力。 效数字运算一般不做要求。
置
【真题探秘】
命题立意
本题以研究小灯泡的伏安特性的实验为背景,考查实物电路图的连接以及欧姆定律,意在考查学生的综合分析能力和实验能力。解题指导
本实验把电流表A 和定值电阻R 串联起来当作电压表使用,用电流表A 测量干路的电流,则流过小灯泡的电流为两个电流表的差值,结合小灯泡的
1 0 2
额定电压,得出电流表A 的最大示数。答案解析见P349
1
拓展延伸
可延伸到电学实验中电表的改装和读数,多用电表的原理和使用,以伏安法为代表的电阻的几种测量方法,测量电源的电动势和内阻等实验。
备考篇
【基础集训】北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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考点一 力学实验
1.(2020福建宁德质检)某实验小组用一个弹簧测力计和一个量角器等器材“研究两个互成角度力的合成规律”,设计
的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点,另一端
系绳套1和绳套2。
(1)实验步骤如下:
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,记下弹簧测力计的示数F;
②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点达到O点,此时绳套1沿0°方向,绳套2
沿120°方向,弹簧测力计的示数为F;
1
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F'= ;
1
④比较 ,即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2沿120°方向不变,此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动,
关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是 。
A.逐渐增大 B.先增大后减小
C.逐渐减小 D.先减小后增大
√3
答案 (1)③ F ④F 与F'的大小 (2)D
3 1 1
2.(2019湖北武汉调研)某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时,物体的加速度与其质量之间的关系”。
(1)下列实验中相关操作正确的是 。
A.平衡摩擦力时,应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,小车后面应固定一条纸带,纸带穿过打点计时器
C.小车释放前应靠近打点计时器,且先释放小车后接通打点计时器的电源
(2)将沙和沙桶的总重力mg近似地当成小车所受的拉力F会给实验带来系统误差。设小车所受拉力的真实值为
mg-F m
真
F ,为了使系统误差 <5%,小车和砝码的总质量是M,则M与m应当满足的条件是 < 。
真 F M
真
1
(3)在完成实验操作后,用图像法处理数据,得到小车的加速度倒数 与小车质量M的关系图像正确的是 。
a
答案 (1)B (2)0.05 (3)C
3.(2019湖北宜昌调研)用落体法验证机械能守恒定律,打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器工作频率为50
Hz。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(1)根据纸带所给数据,打下C点时重物的速度为 m/s(结果保留三位有效数字)。
v2
(2)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b进行实验,测得几组数据,画出 -h图像,并求出图线的斜率
2
k,如图乙所示,由图像可知a的质量m (选填“大于”或“小于”)b的质量m。
1 2
(3)通过分析发现造成k 值偏小的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m=0.052 kg,当地重力加
2 2
速度g=9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力F= N。(结果保留两位有效数字)
f
答案 (1)2.25 (2)大于 (3)0.031
4.如图甲,某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后,该小组又把水平木板改为竖直木板再次做实验,如
图乙所示。图中小球半径均相同、质量均已知,且m >m ,B、B'两点在同一水平线上。
A B
(1)若采用图甲所示的装置,实验中还必须测量的物理量是 。
甲
乙
(2)若采用图乙所示的装置,下列说法正确的是 。
A.必须测量B'O、BN、BP和BM的长度
B.必须测量B'N、B'P和B'M的长度
C.若 m = m + m ,则表明此碰撞动量守恒
A A B
√B'P √B'M √B'N
D.若 m = m + m ,则表明此碰撞动量守恒
A A B
√B'N √B'M √B'P
答案 (1)OM、OP和ON的长度 (2)BC
考点二 电学实验
1.(2019辽宁本溪期末)某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率,如图甲所示。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d,这种物质表面镀了一层绝缘介质,其厚度不计,用游标卡尺测出带的宽
度L、内径D、外径D(d≪D-D)。其中宽度L的读数如图乙所示,则宽度L= mm。
1 2 2 1
(2)然后用伏安法测这根带的电阻,在带的两端引出两个接线柱,先用欧姆表粗测其电阻约为500 Ω,再将其接入测
量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材:
A.电源E(电动势为4 V,内阻约为0.5 Ω)
B.电压表V(量程为0~15 V,内阻约为5000 Ω)
C.电流表A(量程为0~300 mA,内阻约为2 Ω)
1
D.电流表A(量程为0~250 mA,内阻为2 Ω)
2
E.滑动变阻器R(总阻值为10 Ω)
1
F.滑动变阻器R(总阻值为100 Ω)
2
G.定值电阻R=10 Ω
0
H.开关和导线若干
①要更好地调节和较为精确地测定其电阻,则以上不必要的器材有 (填器材前面的序号);
②在方框内画出实验电路图;
③若测出的电阻为R,则其电阻率为ρ= (用d、D、D、L、R表示)。
1 2
答案 (1)9.8 (2)①BF ②见解析图 ③
4Ld2R
π(D2-D2)
2 1
2.在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材。
(1)甲同学按如图a所示的电路图进行测量实验,其中R 为保护电阻,则:
2
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接;
②根据电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图线如图c所示,可得电源的电动势E= V,内电阻r=
Ω(结果均保留两位有效数字)。
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示,其他操作正确,根据电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图线如
图e所示,可得电源的电动势E= V,内电阻r= Ω(结果均保留两位有效数字)。
答案 (1)①见解析图 ②2.8 0.60 (2)3.0 0.50北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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3.(2019湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图所示。微安表
是欧姆表表头,其满偏电流I=500 μA,内阻R=950 Ω。电源电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω。电阻箱R 和电阻箱R 的阻值
g g 1 2
调节范围均为0~9 999 Ω。
(1)图中的a端应与 (选填“红”或“黑”)表笔连接。
(2)某同学将图中的a、b端短接,为使微安表 满偏,则应调节R= Ω;然后在a、b端之间接入一电阻R
1 x
后发现微安表半偏,则接入的电阻阻值为R= Ω。
x
(3)如图甲所示,该同学将微安表 与电阻箱R 并联,利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表,要求欧姆表的
2
表盘刻度示意图如图乙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R= Ω;用此欧姆表测量一个阻值约2 000
2
Ω的电阻,测量前应调节R= Ω。
1
答案 (1)红 (2)2 049 3 000 (3)950 1 024
综合篇
【综合集训】
拓展一 仪器的使用与误差分析
1.(2019山东济宁第二次摸底)图甲中螺旋测微器的读数为 mm。如图乙为用多用电表的“×1”欧姆挡正确操
作后测某电阻时指针的位置,其读数为 Ω。
甲
乙
答案 0.730 8
2.(2020山东日照一模)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的
总电阻。使用的器材有:北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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图(a)
多用电表;
电压表:量程5 V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5 kΩ;
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。
(2)将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表
和电压表的读数分别为 kΩ和 V。
图(b)
图(c)
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12 kΩ和4.00 V。从
测量数据可知,电压表的内阻为 kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图
(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻
为 kΩ。
图(d)
答案 (1)短接 (2)1 (3)15 3.60 (4)12 (5)9.00 15
拓展二 测量电阻和描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.(2020海南统考)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表
(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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图1
①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图1(a)所示,读数为 Ω。据此应选择
图1中的 [填“(b)”或“(c)”]电路进行实验。
②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐 (填“增大”或“减小”);
依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
③图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件 (填“X”或“Y”)是非线性元件。
(a)
(b)
图2
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图2(b)
所示,闭合S 和S,电压表读数为3.00 V;断开S,读数为1.00 V。利用图2(a)可算得E= V,r= Ω(结果均
1 2 2
保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。
答案 ①10 (b) ②增大 ③Y ④3.2 0.50
2.(2019山东威海二模)要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,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:
电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);
电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);
电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ);
开关一个、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20 Ω,额定电流1 A)北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)
(2)实验的电路图应该选用下列的图 (填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5.0 Ω的电源两端,
小灯泡消耗的功率是 W。
答案 (1)A (2)B (3)0.1
拓展三 测电源电动势(E)和内阻(r)的常见方法
1.(2019天津统考)为测量一未知电源电动势和内阻,某同学设计了如图所示电路,电路中所用到的器材规格如下:
待测电源:电动势约为4~6 V,内阻约为几十欧姆;
定值电阻:R=10 Ω;
0
定值电阻:R=3 kΩ;
2
电阻箱R:0~9 999 Ω;
1
电压表:量程0~3 V,内阻R =3 kΩ;
V
开关、导线若干
(1)闭合开关后,将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大,记录若干组电阻箱R 和电压表的读数;
1
(2)第一次该同学将得到的数据在U-R 坐标系中描点连线,得到如图甲所示曲线,曲线与纵轴的截距为b=0.8 V,虚
1 1
线为图中曲线的渐近线。由图可得电动势E= V,内阻r= Ω;
1 1
(3)第二次该同学将得到的数据在 - 坐标系中描点连线,得到如图乙所示直线,直线与纵轴的截距为
U R +R
1 0
b=0.4 V-1,斜率k=8.4 Ω·V-1。由图可得电动势E= V,内阻 r= Ω;
2
(4)将两次数据处理方式进行对比,误差较小的应为第 (填“一”或“二”)次。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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答案 (2)4.8 20 (3)5.0 21 (4)二
2.(2020湖北黄石二模)某实验小组需测量一电源的电动势和内阻,实验室提供的实验器材有:
待测电源(E大约为3 V,r大约为1.0 Ω)
电阻箱R(最大阻值为99.9 Ω)
电阻R(阻值为5.0 Ω)
1
电阻R(阻值为990 Ω)
2
电流计 (量程为0~2.5 mA,内阻为R=10.0 Ω)
g
开关,导线若干。
(1)请在虚线框中完成电路图,并将仪器的符号标在图中。
1 1
(2)实验中得到了多组电阻箱的阻值R和对应的电流计的读数I,并作出如图所示的 - 关系图像,若已知图像斜率
I R
为k,纵截距为b,则电源电动势E= ,内阻r= 。(要求用测得的物理量和已知物理量的符号表示,电阻R
2
的分流作用忽略不计)
R +R k
答案 (1)如图所示 (2) 2 g -R
b b 1
[教师专用题组]
【综合集训】
1.(2020佛山实验中学第一次月考,22,5分)某实验小组采用如图甲所示的装置探究小车在斜面上的运动情况,实验步骤
如下:
a.把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;
b.用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连;
c.先接通电源,再轻推小车,小车在左边细线的牵引下从静止开始匀加速运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点;
d.测出x、x、x(如图乙所示),已知打点周期为T。
1 2
回答下列问题:
(1)小车运动时,打点计时器打下C点时小车的速度大小为 ;
(2)小车运动的加速度大小a= (用相应的符号表示)。
甲北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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乙
答案 (1) x (2) x 2 -x 1
12T 24T2
解析 本题考查了研究匀变速直线运动的规律,考查了学生的理解分析与探究问题的能力,体现了物理学科科学探究
要素。
(1)匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可得打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小
v = x = x 。(2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2,可得加速度大小a= x -x =x -x 。
C AB 2 1 2 1
12T 12T (7-1)(2T)2 24T2
2.(2020届茂名月考,10,6分)(1)某次探究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图甲所示的F-L图像,由图像
可知:弹簧原长L= cm,求得弹簧的劲度系数k= N/m。
0
(2)如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重力G=1 N),使(1)中探究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙,则指针所
指刻度尺示数为 cm。由此可推测图中所挂钩码的个数为 个。
甲
乙
答案 (1)3.0 200 (2)1.50 3
解析 本题考查了探究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验,考查了学生的理解分析与探究问题的能力,体现了物
理学科科学探究要素。
(1)当弹簧弹力为零,弹簧处于自然状态,由题图甲知原长为l=3.0 cm,根据胡克定律F=kx,知图线的斜率为弹簧的劲
0
12-0
度系数,即k= N/cm=2 N/cm=200 N/m。(2)由题图乙可知,该刻度尺的示数为:1.50 cm,可知弹簧被压缩量:
9.0-3.0
Δx=L-L=3.0 cm-1.50 cm=1.5 cm,弹簧的弹力:F=kΔx=200×1.5×10-2 N=3 N,已知每个钩码重力G=1 N,则题图乙中所挂钩
0
码的个数为3个。
解题关键 注意区分弹簧的原长、实际长度和伸长量x,并明确三者之间的关系。在应用胡克定律时,要首先转化单位。
3.(2019惠州第三次调研,22,6分)某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有
橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的
装置如图(a)所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。
(a)北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(b)
(1)若已测得打点的纸带如图(b)所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选 段来计算
A碰撞前的速度,应选 段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m=0.4 kg,小车B的质量m=0.2 kg,则碰前两小车的总动量大小为 kg·m/s,碰后两小
1 2
车的总动量大小为 kg·m/s。(计算结果均保留三位有效数字)
答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417
解析 (1)碰撞前小车A做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC段
计算碰前A的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后达到共同速度后做匀速直线运动,故在相同的时间
BC 0.105 0
内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度。(2)碰前小车A的速度为:v = = =1.05 m/s,碰
A t 0.02×5
DE 0.0695
前的总动量为:p=m v =0.4×1.05 kg·m/s=0.420 kg·m/s;碰后两小车的共同速度为:v= = m/s=0.695 m/s,碰后
A A t 0.02×5
两小车的总动量p'=(m +m )v=(0.4+0.2)×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s。
A B
4.(2019湖南师大附中考前演练六,22,5分)几个同学在课余闲聊时说起了滑旱冰的物理学知识,于是大家想要粗略验证
动量守恒定律,设计好方案后按下列步骤进行(假定他们穿的旱冰鞋的材质相同)。
a.在宽阔水平的水泥场地上选取某个基准点为原点,分别向相反方向画射线,选取一定长度为标度画上刻度;
b.两个同学穿好旱冰鞋分别站立在一个原点上对推,旁边同学用智能手机跟拍视频;
c.改变对推人数,比如一方有两个同学相互抱住,另一方只有一个同学,旁边同学拍下运动场景;
d.选取同学的运动轨迹基本沿着射线的视频,分析视频得到一些相关数据。
请回答:
(1)要完成实验目的,选出下列你认为需要用到的数据 ( )
A.本地重力加速度g
B.对推双方的质量m、m
1 2
C.对推双方滑行的标度数目n、n
1 2
D.对推过程的时间
E.旱冰鞋与地面之间的动摩擦因数μ
(2)用选出的物理量写出验证动量守恒的表达式
。
(3)写出可能影响验证的某一个因素
。
答案 (1)BC (2)m √n =m √n (3)见解析
1 1 2 2
解析 (1)要验证的关系是mv=mv,而v=√2μgn ,v=√2μgn 即m √2n μg=m √2n μg ,即m √n =m √n ,则需要
1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2
用到的数据是对推双方的质量m、m 以及对推双方滑行的标度数目n、n,故选B、C。
1 2 1 2
(2)验证动量守恒的表达式:m =m 。
1√n 2√n
1 2
(3)可能影响验证的因素有:双方旱冰鞋与地面间的动摩擦因数不同;地面平整程度不同;对推过程时间较长,摩擦力
的冲量较大;推开后同学身体有转动等。(写出任意一条即可)
5.(2019广州调研,22,5分)如图甲所示为实验室的一款直流电流表,其接线柱间的标识如图乙所示,其使用说明书上附的
电流表内部线路如图丙所示。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(1)某次用0~3 A量程测量时,示数如图丁所示,其示数为 A。
(2)该电流表0~0.6 A量程对应的内阻为 (请用图丙中的阻值符号R、R、R、R 表示)。
g 1 2 3
(3)若电阻R 断路,则电流表允许通过的最大电流约为 mA(结果保留两位有效数字)。
1
答案 (1)1.20(1.19~1.21) (2)
(R
1
+R
2
)(R
3
+R
g
)
R +R +R +R
1 2 3 g
(3)4.4
解析 (1)电流表量程为0~3 A,由图丁所示表盘可知,其分度值为0.1 A,示数为1.20 A。(2)由图丙所示电路图可知,电
(R +R )(R +R )
流表量程为0~0.6 A时,电流表内阻为:R= 。(3)由图示电路图可知,电流表量程为0~3 A时:3
1 2 3 g
R +R +R +R
1 2 3 g
I (10+65+0.44)
A=I+ g ,解得:I≈0.0044 A=4.4 mA,电阻R 断路,则电流表允许通过的最大电流约为:I=4.4 mA。
g 0.11 g 1 g
6.(2019惠州第三次调研,23,9分)欲测量某种材料的电阻率ρ。现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺;
B.螺旋测微器;
C.电流表A(量程0~50 mA,内阻r=100 Ω);
1 1
D.电流表A(量程0~100 mA,内阻r 约为40 Ω);
2 2
E.滑动变阻器R(0~10 Ω,额定电流2 A);
1
F.直流电源E(电动势为3 V,内阻很小);
G.导电材料R(长约为5 cm,电阻约为100 Ω);
2
H.开关一只,导线若干。
回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该导电材料的长度如图甲所示,其示数L= cm,用螺旋测微器测得该材料的外直径如图乙所
示,其示数D= mm。
(2)为尽可能精确地测量该材料电阻率ρ,某小组设计了如图丙、丁两种实验方案的电路,应选图 。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
(3)某次实验中电流表A 和电流表A 的示数分别为I 和I,用所测得的物理量符号和已知的物理量的符号表示这
1 2 1 2
种材料的电阻率为ρ= 。
答案 (1)5.015 4.700 (2)丁 (3) πI 1 r 1 D2
4(I -I )L
2 1
解析 (1)示游标卡尺示数为:50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm=5.015 cm;由图示螺旋测微器可知,其示数为:4.5
mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm。(2)两个电流表中,电流表A 的满偏电流大于电流表A 的满偏电流,又电流表A 的内阻
2 1 1
已知,应将电流表A 与导电材料并联后再与电流表A 串联,滑动变阻器最大阻值较小,应采用分压式接法,选择图丁所
1 2
示电路图。(3)根据图丁所示电路图可知,实验中应记录的物理量有:电流表A 的示数I、电流表A 的示数I,根据电阻
1 1 2 2
定律有:R 2 =ρL,导电材料横截面积:S=1πD2,根据欧姆定律可得:R 2 = I 1 r 1 ,解得:ρ= πI 1 r 1 D2 。
S 4 I -I 4(I -I )L
2 1 2 1
7.(2019佛山二模,23,9分)小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻,又能测量定值电阻阻值的电路。他用了
以下的实验器材中的一部分,设计出了图(a)的电路图。
图(a)
图(b)
a.电流表A(量程0~0.6 A,内阻可忽略);电流表A(量程0~300 μA,内阻r =1 000 Ω);
1 2 A
b.滑动变阻器R(0~20 Ω);
c.两个定值电阻R=1 000 Ω,R=9 000 Ω;
1 2
d.待测电阻R;
x
e.待测电源E(电动势约为3 V,内阻约为2 Ω);
f.开关和导线若干。
(1)根据实验要求,与电流表A 串联的定值电阻为 (填“R”或“R”)。
2 1 2
(2)小明先用该电路测量电源电动势和内阻,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,分
1
别记录电流表A、A 的示数I、I,得I 与I 的关系如图(b)所示。根据图线可得电源电动势E= V;电源内阻
1 2 1 2 1 2
r= Ω。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)小明再用该电路测量定值电阻R 的阻值,进行了以下操作:
x
①闭合开关S、S,调节滑动变阻器的滑片到适当阻值,记录此时电流表A 示数I,电流表A 示数I;
1 2 1 a 2 b
②断开开关S,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录此时电流表A 示数I,电流表A 示数I;后断开S;
2 1 c 2 d 1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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③根据上述数据可知计算定值电阻R 的表达式为 。若忽略偶然误差,则用该方法测得的阻
x
值与其真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
答案 (1)R
2
(2)3.0 2.1 (3)R
x
=( I d- I b)(r
A
+R
2
) 相等
I I
c a
解析 本题考查了测定电源的电动势和内阻、测量定值电阻阻值实验,考查了学生的分析推理能力,体现了物理学科
科学推理要素。
(1)利用定值电阻R 改装后电压表量程为0~0.6 V,改装后电压表量程太小,利用定值电阻R 改装后电压表量程为
1 2
0~3 V,电源电动势约为3 V,故定值电阻应选择R。(2)由题图(a)和实验步骤可知,电源电动势:E=I(r +R)+(I+I)r,整理
2 2 A 2 1 2
E r +R +r E r +R +r
得:I= - A 2 I,由I-I 图像可知:b= ,k=- A 2 ,根据题图(b)图线解得,电源电动势为:E=3.0 V,电源内阻为:
1 r r 2 1 2 r r
I I
r=2.1 Ω。(3)根据题图(a)和实验步骤可知:IR=I(r +R),I(R+R)=I(r +R),解得:R=( - )(r +R),流过同一支路电流相
a b A 2 c x d A 2 x d b A 2
I I
c a
等,并联电路各用电器两端电压相等,故电阻测量值与真实值相等。
8.(2018湖南三湘名校教育联盟联考三,23,10分)某同学练习使用多用电表,图甲为该电表的电路示意图。
甲
乙
(1)若用多用电表测未知大小的电流,图甲开关S应接 (填图甲中的数字);
(2)多用电表的表盘如图乙所示(部分刻度未画出),现用多用电表判断二极管的极性。进行欧姆调零时,应使多用电
表的指针指向表盘 (填“左侧”或“右侧”)的“0”刻度处;实验时将二极管接在两表笔之间,多用电表示数
如图乙中的指针a所示,然后将二极管两极对调,多用电表示数如图乙中的指针b所示,则此时与多用电表红表笔接触
的是二极管的 (填“正极”或“负极”);
(3)使图甲中的S接3,把多用电表接在一电压表两端,若电压表的读数为1 V,多用电表的读数为1.0×104 Ω。已知
此时多用电表内电路总电阻为1.5×104 Ω,则多用电表内电源的电动势为E= V(保留两位有效数字)。
答案 (1)1 (2)右侧 负极 (3)2.5
解析 (1)S接1或2时,多用电表测的是电流,且S接1时,电表的量程较大;
(2)欧姆调零时,应使指针指在表盘右侧“0”刻度处;图乙中指针b对应的电阻较小,此时电流从二极管的正极流入,
红表笔所接的是二极管的负极;
(3)由闭合电路的欧姆定律得:E=U+R U=2.5 V。
内
R
V北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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9.(2019湖南长郡中学等四校暑假联考,23,10分)长郡中学小晟同学通过实验测定一特殊电源的电动势(约3 V)和内电
阻(约900 Ω),实验室提供如下实验器材:
电压表V(量程为3 V,内阻约1 500 Ω)
电流表A(量程为3 mA,内阻约20 Ω)
滑动变阻器(最大阻值为2 000 Ω)
开关和导线若干
(1)小晟同学设计了如图1所示的甲、乙两种实验原理图,为减小实验误差,实验原理图应选 (填“甲”或
“乙”);
甲
乙
图1
(2)根据所选实验原理图,用笔画线代替导线将图2所示实物图连接成完整电路;
图2
图3
(3)小晟同学通过上述实验记录了6组数据,并画出U-I图线如图3所示,由图像可知电源电动势的测量值为
V,电源内电阻的测量值为 Ω(结果保留整数);
(4)仅考虑到电表内阻的影响,不考虑偶然误差的影响。电源电动势的测量值 真实值,电源内阻的测量值
真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
答案 (1)乙
(2)如图所示北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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(3)3.0 833
(4)等于 大于
解析 本题考查电路选取、数据处理和误差分析,考查了学生对实验原理的理解、分析能力和推理能力,体现了物理
学科的科学探究素养。
(1)由于待测电源的内阻较大,故实验原理图应选乙图。
(2)根据实验原理图乙连接实物图,见答案。
(3)由图3所示,U=E-Ir,E=3.0 V。
所以r=|ΔU|=833 Ω。
ΔI
(4)
仅考虑电流表内阻,可知,测量的是图中虚线框中等效电源的电动势和内阻,故E =E ,r =r +r ,r 大于r
测 测真 测 真 A 测 真
