2022年高考物理二輪復習 第一階段專題六第2講 專題特輯 課下 針對高考押題訓練 1．某學生實驗小組在做“測定金屬的電阻率”的實驗時。 (1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖1所示。讀數(shù)為________ mm。 (2)用伏安法測金屬絲的電阻時，測出了包括(0,0)在內(nèi)的6組電流I和電壓U的值，并已經(jīng)標在了如圖2所示的坐標紙上，請用鉛筆和直尺在 圖1 坐標紙上畫出合理的圖線，并求出該段金屬絲的電阻Rx＝________Ω。 圖2 (3)測該金屬絲電阻時，可供該實驗小組選擇的器材如下： A．量程0.6 A，內(nèi)阻約0.5 Ω的電流表A1 B．量程3 A，內(nèi)阻約0.01 Ω的電流表A2 C．量程10 mA，內(nèi)阻rA＝50 Ω的電流表A3 D．量程15 V，內(nèi)阻約30 kΩ的電壓表V E．阻值為0～10 Ω的滑動變阻器 F．阻值為0～1 000 Ω的電阻箱 G．兩節(jié)干電池 H．開關(guān)一個、導線若干 如圖3所示，試補畫出該小組同學測金屬絲電阻Rx采用的電路圖，并標明所選用電表的符號，如A1或A2等。 圖3 解析：(2)連線時注意讓多數(shù)點在直線上，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)。U－I圖線的斜率表示電阻Rx＝＝5 Ω。 (3)電路中的最大電流I＝＝ A＝0.6 A，電流表選用A1；電壓表V量程太大，不能用，應(yīng)考慮將A3與電阻箱R2串聯(lián)改裝成電壓表；因為電壓測量值是從0開始的，故滑動變壓器應(yīng)采用分壓式接法。 答案：(1)2.000　(2)5　連線如圖甲所示　(3)電路圖如圖乙所示 2．(xx·安徽高考)圖4為“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5 V。 圖4 (1)完成下列實驗步驟： ①閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，________； ②閉合開關(guān)后，逐漸移動變阻器的滑片，________； ③斷開開關(guān)，……根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。 (2)在虛線框中畫出與實物電路相應(yīng)的電路圖。 解析：(1)①滑動變阻器在最左端時，小燈泡電壓最小，為了保護小燈泡不被燒壞，因此在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在最左端。②在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，應(yīng)注意電壓表的示數(shù)，不能超過小燈泡的額定電壓。 答案：(1)①使它靠近變阻器左端的接線柱 ②增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達到額定電壓 (2)如圖所示 3．實驗室中現(xiàn)有器材有：電池E，電動勢約10 V，內(nèi)阻約1 Ω；電流表A1，量程約10 A，內(nèi)阻r1約0.2 Ω；電流表A2，量程300 mA，內(nèi)阻r2約5 Ω；電流表A3，量程250 mA，內(nèi)阻r3約5 Ω；電阻箱R1，最大阻值999.9 Ω，最小值改變量為0.1 Ω；滑動變阻器R2，最大值100 Ω；開關(guān)S；導線若干。 要求用圖乙所示的電路測量圖中電流表A的內(nèi)阻。 圖5 (1)在所給的3個電流表中，哪幾個可以用此電路精確測出其內(nèi)阻？答：________________________________________________________________________。 (2)在可測的電流表中任選一個作為測量對象，在實物圖甲上連成測量電路。 (3)你要讀出的物理量是________________，用這些物理量表示待測內(nèi)阻的計算公式是_______________________。 解析：(1)電流表A1不能精確測出其內(nèi)阻，因這時圖中的電流表A′應(yīng)為A2、A3中的一只，這使得電流表A1中的電流不能超過300 mA，其指針的偏轉(zhuǎn)極其微小，誤差很大，而A2、A3可用此電路精確測出其內(nèi)阻。 (2)若測電流表A3的內(nèi)阻，則需將電流表A3和電阻箱R1并聯(lián)，再與電流表A2串聯(lián)，實物連線如圖所示。實物圖連線時要注意電流從電表的正接線柱流入，從電表的負接線柱流出。 (3)根據(jù)前面的分析，要讀出的物理量是A、A′兩電流表的示數(shù)I、I′和電阻箱的阻值R1。待測電流表和電阻箱并聯(lián)，電壓相等，即IRA＝(I′－I)R1，所以待測內(nèi)阻的計算公式是RA＝R1。 答案：(1)A2　A3　(2)實物連線圖見解析 (3)A、A′兩電流表的示數(shù)I、I′和電阻箱的阻值R1　RA＝R1 4．(xx·江蘇高考)如圖6甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件，小明使用多用電表對其進行探測。 圖6 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的________(選填“A”、“B”或“C”)。 (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。 請將記錄表補充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。 兩表筆接的接點 多用電表的示數(shù) a，b ________Ω a，c 10.0 Ω b，c 15.0 Ω 解析：(1)使用多用電表前應(yīng)先調(diào)整“指針定位螺絲”A，使指針指到左邊的“0”刻度線處。 (2)為保護多用電表的內(nèi)部元件，在測量黑箱中是否存在電源時，應(yīng)短暫接觸接點b。 (3)歐姆表的讀數(shù)為5×1 Ω＝5 Ω；每對接點間正反向電阻均相同，說明黑箱中沒有二極管元件，根據(jù)表格中兩接點間電阻的數(shù)值，可設(shè)計的電路圖如圖所示。 答案：(1)A　(2)短暫 (3)5.0　見解析圖 5．(xx·常州模擬)如圖7所示，用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，在電路中接一阻值為2 Ω的電阻R0，通過改變滑動變阻器，得到幾組電表的實驗數(shù)據(jù)： 圖7 U/(V) 1.2 1.0 0.8 0.6 I/(A) 0.10 0.17 0.23 0.30 (1)R0的作用是__________________________________________________________。 (2)用作圖法在圖8坐標系內(nèi)作出U－I圖線。 (3)利用圖線，測得電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________ Ω。 圖8 (4)某同學測另一串聯(lián)電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的曲線如圖9所示。由所得圖線可知，被測電池組電動勢E＝________V，電池組的內(nèi)阻r＝________Ω。 圖9 解析：(1)R0的作用是防止電路短路，起到保護電源、電表的作用。 (2)U－I圖線如圖所示。 (3)由圖可知E＝1.5 V，r＝k－R0＝1.0 Ω (4)當r＝R＝5 Ω時電源輸出功率最大，此時Pm＝()2·R， 可解得：E＝30 V。 答案：(1)保護電源、電表，防止短路 (2)見解析　(3)1.5　1.0　(4)30　5 押題訓練(二) 1．(xx·江蘇四市聯(lián)考)某同學要測量一電阻Rx(阻值約18 Ω)的阻值，實驗室提供如下器材：電池組E(電動勢3 V，內(nèi)阻約1 Ω)；電流表(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.5 Ω)；電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻約5 kΩ)；電阻箱R(阻值范圍0～99.99 Ω，額定電流1 A)；開關(guān)S，導線若干。 (1)為使測量盡可能準確，應(yīng)采用下面給出的________所示電路進行測量。 圖10 (2)下表中記錄了電阻箱阻值R及對應(yīng)電流表、電壓表的測量數(shù)據(jù)I、U，請在圖11坐標紙上作出－圖象，根據(jù)圖象得出電阻Rx的測量值為________Ω。 圖11 次數(shù) 1 2 3 4 5 R/Ω 8 12 16 20 24 I/A 0.44 0.36 0.32 0.29 0.25 U/V 2.30 2.40 2.56 2.60 2.70 /Ω－1 0.19 0.15 0.12 0.11 0.09 /Ω－1 0.13 0.08 0.06 0.05 0.04 (3)此實驗中電阻R x的測量值與真實值相比________(選填“偏大”或“偏小”)。 解析：(1)由于待測電阻阻值較小，采用電流表外接；由于電流表量程太大，需要給待測電阻并聯(lián)一可讀出電阻值的分流電阻，所以選擇電路A。 (2)利用描點法作出－圖象，根據(jù)電路圖A，利用歐姆定律和并聯(lián)電路規(guī)律，U/R＋U/Rx＝I，解得＝＋。對照圖象，圖象在縱軸截距的倒數(shù)為待測電阻阻值，即Rx＝1/0.061 Ω＝16.4 Ω。 (3)因電壓表的分流作用，圖象在縱軸上的截距應(yīng)為＋，因此測得的Rx值偏小。 答案：(1)A　(2)圖象見解析　16.4　(3)偏小 2．使用多用電表測量電阻時，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導線若干。實驗時，將多用電表調(diào)至×1 Ω擋，調(diào)好零點；電阻箱置于適當數(shù)值。完成下列填空： (1)儀器連線如圖12所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作，則表筆a為________(填“紅”或“黑”)色； (2)若適當調(diào)節(jié)電阻箱后，圖12中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖13(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為________Ω， 圖12 電流表的讀數(shù)為________mA，電阻箱的讀數(shù)為________Ω； 圖13 (3)將圖12中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為________mA；(保留3位有效數(shù)字) (4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V。(保留3位有效數(shù)字) 解析：(1)根據(jù)所有電器“紅進黑出”的一般原則，對多用電表有，電流從紅表筆進入多用電表，電流從黑表筆流出多用電表，由于設(shè)計電路圖中a表筆接在電流表的正極，故電流經(jīng)過多用電表從a表筆流出，故a表筆為多用電表的黑表筆。 (2)歐姆表讀數(shù)為R＝14.0 Ω；電流表讀數(shù)為I＝53.0 mA；電阻箱讀數(shù)為4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω。 (3)多用電表接外電路時，考慮到多用電表表頭的電流刻度是均勻的，其表頭偏轉(zhuǎn)的格數(shù)與表盤總格數(shù)之比為26∶50，而多用電表接外電路時，外電路電流表示數(shù)為I＝53.0 mA，設(shè)兩表筆短接時通過多用電表的電流為I0，則＝，解得I0＝102 mA。 (4)設(shè)多用電表內(nèi)阻為r，已知外電路電阻為R＝14 Ω，多用電表接外電路時：E＝I(r＋R)，多用電表兩表筆短接時：E＝I0r，聯(lián)立解得多用電表內(nèi)的電池電動勢E＝1.54 V. 答案：(1)黑　(2)14.0　53.0　4.6　(3)102　(4)1.54 3．(xx·福建高考)某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E。 (1)先直接用多用電表測定該電池電動勢。在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖12所示，其示數(shù)為________V。 圖12 (2)然后，用電壓表、電阻箱R、定值電阻R0、開關(guān)S、若干導線和該電池組成電路，測定該電池電動勢。 ①根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將實物圖連接成完整電路。 圖13 ②閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱阻值R，讀出電壓表相應(yīng)示數(shù)U。該學習小組測出大量數(shù)據(jù)，分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù)，并計算出相應(yīng)的與的值。請用表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，并作出－圖線。 圖14 R/(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U/(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 / (×10－2Ω－1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 /(V－1) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.34 ③從圖線中可求得E＝____________V。 解析：(1)多用電表使用10 V電壓擋，刻度盤上每小格對應(yīng)的示數(shù)為0.2 V，所以讀數(shù)為9.4 V。 (2)由電路圖可知E＝U＋(R0＋r)，所以＝·＋，故軸上的截距為，由圖線可求得E的值。 答案：(1)9.4　 (2)①連線如圖所示 ②所作圖象如圖所示 ③10.0(9.5～11.1 V均正確) 4．在“描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗”中 (1)為減小實驗誤差，方便調(diào)節(jié)，請在給定圖17甲的A、B、C、D四個電路圖和E、F、G三個滑動變阻器中選取適當?shù)碾娐穲D和器材，并將它們的編號填在橫線上。應(yīng)選取的電路圖是________，滑動變阻器應(yīng)選取________。 E．總阻值15 Ω，允許通過的最大電流為2 A的滑動變阻器 F．總阻值200 Ω，允許通過的最大電流為2 A的滑動變阻器 G．總阻值1 000 Ω， 允許通過的最大電流為1 A的滑動變阻器 (2)由實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙中b線。將該小燈泡與一干電池組成閉合回路，該電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖8中a線所示，則小燈泡與電池連接后的實際功率為________ W；若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中，則小燈泡的實際功率為________ W。 圖17 圖18 解析：(1)由小燈泡的伏安特性曲線(圖中b線)可知，小燈泡電阻很小，不超過1 Ω，且電表示數(shù)從零開始讀數(shù)，因此電流表采用外接法，滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法，C圖正確；滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)采用總阻值較小的，故應(yīng)選擇E。 (2)兩圖線的交點坐標即為小燈泡的電壓和電流，實際功率P＝UI＝0.72 W；根據(jù)電池的U－I圖線可知，電池的內(nèi)阻為0.75 Ω，若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中，相當于小燈泡與等效內(nèi)阻為1.5 Ω的電源連接，在U－I坐標系內(nèi)，連接(0,1.5 V)和(1.0 A,0)兩個點，作出等效電源的U－I圖線，讀出該圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點坐標為(0.80 A,0.30 V)，此即為小燈泡的電流和電壓值，故燈泡的實際功率為0.24 W。 答案：(1)C　E　(2)0.72　0.24 5．(xx·北京高考)在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。 (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖15所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測量的平均值)。 圖15 (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為：電池組(電動勢3 V，內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動變阻器R(0～20 Ω，額定電流2 A)、開關(guān)、導線若干。某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖16中的________圖(選填“甲”或“乙”)。 圖16 (3)圖17是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成圖3中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。 圖17 (4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖18所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標點。請在圖18中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U－I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 圖18 (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項前的符號)。 A．1×10－2Ω·m　　　　　　 B．1×10－3Ω·m C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m (6)任何實驗測量都存在誤差。本實驗所用測量儀器均已校準。下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是________(有多個正確選項)。 A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D．用U－I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm (2)通過給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從0開始，故滑動變阻器采用的是分壓式接法。 (3)對滑動變阻器的分壓式接法，連線時應(yīng)使測量電路在開始時分到的電壓為0。 (4)圖線應(yīng)過原點，且使大多數(shù)點在一條直線上，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，所以Rx＝4.5 Ω。 (5)由R＝ρl/S，S＝π(d/2)2，取d＝4×10－4m、l＝0.5 m、R＝4.5 Ω，解出ρ≈1×10－6Ω·m。 (6)由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項A錯誤；由于電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，選項B錯誤，選項C正確；利用U－I圖象處理數(shù)據(jù)，相當于多次測量取平均值，可以減小偶然誤差，選項D正確。 答案：(1)0.397(0.395～0.399均可)　(2)甲　(3)如圖(a)所示 (4)如圖(b)所示　4.5(4.3～4.7均可)　(5)C　(6)CD