2016-2020五年高考物理:电学实验【真题分项详解】(解析版).pdf
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1、 五年高考真题试炼r分项汇编-逐一击破专题1 8电学实验【2020年】1.(2 0 2 0 新课标I )某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻入,所用电压表的内阻为I k C,电流表内阻为0.5 C。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的0、P 两点之间,另一种是跨接在。、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U-/图线,其 中 U 与/分别为电压表和电流表的示数。O P,Q图(a)回答下列问题:(1)图(b)中标记为I I 的图线是采用电压表跨接在_ _ _ _ _ _ _ _ (填“0、产或“0、。”)两点的方案测量得到的。图(b)(2)根据所用实验器材和图(b
2、)可判断,由图线(填力”或“n”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为。(保 留 1 位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需 对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为C (保 留 1 位小数)。【答案】(1).0、P (2).1 (3).5 0.5 (4).5 0.0,u u【解析】若将电压表接。、尸之间,+riR R则 U=1R、+Rv根据一次函数关系可知对应斜率为若将电压表接在0、。之间,电流表分压为UA=/RA根据欧姆定律变形可知R =0 一外解得 U =/(/?+HA)根据一次函数可知对应斜率为(R +&),对比图像的斜率可知所以n图线是采用电压表跨接在0、F
3、Z f u J o(2)2 因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为5 0。左右,根据I kQ 5 0 Q-5 0 Q 0.5 Q说明电流表的分压较小,电流表的分流较大,所以电压表应跨接在0、。之间,所以选择图线I 得到的结果较为准确。1 3 1 根据图像可知R,3 V-1 V5 9.6 mA -20 m A 5 0.5 Q4 考虑电流表内阻,则修正后的电阻为R J =R、一入=5 0.5 Q ().5 Q =5().()Q2.(2 0 2 0 新课标I I)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.3 0 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A i(量程2 0 0 m A,内
4、阻时i=1 0.0 C),电流表A 2 (量程5 0 0 m A,内阻时2=1.0 C)、定值电阻R o (阻值R o=l O.OC)、滑动变阻器R(最大阻值1 0。)、电源E (电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。(1)根 据 图(a),在 图(b)的 实 物 图 中 画 出 连 线。(2 )若/|、/2分别为流过电流表A1和A 2的电流,利 用/1、/2、R g i和R o写出:小灯泡两端的电压U=流过小灯泡的电流/=。为保证小灯泡的安全,不能超过 m A。(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并
5、读 取 相 应 的 人 和 心 所得实验数据在下表中给出。71/m A3 25 58 512514 417 3h/m A17 122929 93 7 94 244 7 0根据实验数据可算得,当/i=17 3 m A时,灯 丝 电 阻R=Q(保 留1位 小 数)。(4)如果用另一个 电 阻 替 代定值电阻R o,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于【答 案】Q (保 留1位 小 数)。(2)./|(4卢%)(3).人一人(4).18 0 (5).11.6 (6).8.0【解 析】(I)根据电路图连接实物图如图所示(2)根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A.和/?o
6、的总电压,故根据欧姆定律有U=勺+4)根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为,=八-4因为小灯泡的额定电压为3.6 V,故根据题目中己知数据带入中可知人不能超过18 0 m A;(3)根据表中数据可知当/i=17 3 m A 时,/2=4 7 0 m A;根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压 为 U=3.4 6 V;流过小灯泡的电流为/=29 7 m A=0.29 7 A;故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为R=11.6QI 0.297(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6 V,而电流表A i 不能超过其量程2 0 0 m A,此时结合解得&=8 Q ,即要完整
7、的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于8 Q。3.(20 20.新课标H I)已知一热敏电阻当温度从10 升至6 0 时阻值从几千欧姆降至儿百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R (最大阻值为20。)、电 压 表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为10 0 C)。(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和亳安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和
8、 3.0 m A,则此时热敏电阻的阻值为 k C(保留2 位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度r变化的曲线如图(a)所示。图(a)(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2k C。由 图(a)求得,此 时 室 温 为 (保留3 位有效数字)。(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电动势为1 0 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为5 0 ,则图中(填“品”或“&”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为 kC
9、(保留2位有效数字)。.1.8 (3).2 5.5 (4).R(5).1.2【解析】(1)滑动变阻器由用分压式,电压表可是为理想表,所以用电流表外接。连线如图热敏电阻(2)由部分电路欧姆定律得R =-=-5 5 g 1.8kQI 0.3 xW3(3)由该电阻的阻值随温度变化的曲线直接可读得:2 5.5。(4)温度升高时,该热敏电阻阻值减小,分得电压减少。而温度高时输出电压要升高,以触发报警,所以油为热敏电阻。由图线可知,温度为5 0 时,R i=0.8 kC,由欧姆定律可得=/(+”)U =IR2,代入数据解得R2=1.2kQ,4.(2 0 2 0.浙江卷)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一
10、节干电池的电动势和内阻。(1)在 答 题 纸 相 应 的 方 框 中 画 出 图 乙 的 电 路 图;(3)实验得到如图所示的两条直线,图 中 直 线I对 应 电 路 是 图1(选填 甲或 乙”);(4)该 电 池 的 电 动 势 石=V(保 留三位有 效 数 字),内 阻=Q(保 留 两 位 有 效 数 字)。【答 案】(2).0.390.41 .1.291.31(4).乙(5).1.51 1.54(6).0.52-0.54【解 析】图乙中,电流表内接和变阻器串联接在电源两端,电压表测路段电压,则图乙对应的电路图为(2)3一 节 干 电 池的电动势一般约为1.5 K故电压表量程选择03丫,电
11、流表量程选择00.6A,所以量 表 的 读 数 分 别 为1.30V(1.291.31V均 可),0.40A(0.390.41 A均可)(3)由闭合电路欧姆定律可得U =E Ir可 得 图 象 的 纵 轴 截 距 为 电 源 电 动 势,斜率为电源内阻。图甲中电流表外接,则实验测得的电源内 阻%=%+小测量值偏大;图乙中电路%+以测量值偏小,但是由于R v 故图乙实验测出的内阻误差更小,故图线I 对应图乙,图线n对应的图甲。(4)5 图线I I 与纵轴的交点为电源的电动势=1.5 2 V ;6 在图线I 与横轴的交点为短路电流/=2.8 6 AE 1 5 2 V由r =0.5 3 0,此实验原
12、理无误差。1 2.8 6 A5.(2 0 2 0 江苏卷)某同学描绘一种电子元件的/-U关系图象,采用的实验电路图如题图1 所示,V为电压表,m A为电流表,E为电源(电动势约6 V),R为滑动变阻器(最大阻值2 0。),4 为定值电阻,S为开关.(1)请用笔画线代替导线,将题图2所示的实物电路连接完整(2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的/-U图线电压L/V0.00 00.2 5 00.5 0 00.6 5 00.7 0 00.7 2 50.7 5 0电流/m A0.000.1 00.2 50.6 01.7 04.3 07.5 0/mA
13、(3)根 据 作 出 的/-U图线可知,该元件是.(选填“线性”或“非线性”)元 件。(4)在上述测量中,如 果 用 导 线 代 替 电 路 中 的 定 值 电 阻 会 导 致 的 两 个 后 果 是A.电压和电流的测量误差增大B.可能因电流过大烧坏待测元件C.滑动变阻器允许的调节范围变小E(2).【解 析】根据题意连接电路如图(3).非线性元件(4).B C电压表(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接各点如图3根据图像可知该元件是非线性元件。(4)4。图线上某点与原点连线的斜率为工,根据元件的特性可知,当电压超过一定数值时,电流R会急剧增大,所以电阻会急剧减小,若用导线代替凡),电流急
14、剧增大,可能会烧坏待测元件,对电流表和电压表的测量误差无影响,A 错误,B 正确:根据图像可知待测元件的电压范围小于I V,而电源电动势为6 V,因为待测元件两端电压非常小,如果用导线代替尺,会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小,难以调节,C 正确,D 错误。故选BC。6.(2020 山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1。);电压表V(量程3 V,内阻约3kC);电流表A (量程0.6 A,内阻约I C);滑动变阻器R (最大阻值为20。);定值电阻幻(阻值2 C
15、);定值电阻/?2(阻值5C);开关一个,导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-/坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出 现 该 现 象 的 主 要 原 因 是。(单选,填正确答案标号)A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260 3 20.3 60.4
16、0UN1.3 51.201.050.8 80 7 30.7 10 5 2请根据实验数据,回答以下问题:答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-/图像根据实验数据可知,所 选 的 定 值 电 阻 为 (填“吊”或“R 2”)。用笔画线代替导线,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路【解析】(1)电压表示数变化过小,则原因是外电阻比内阻大的多,即电源内阻偏小,故选B。(2)根据数据做出U-/图像如图;1 5 8由图像可知r +R 定=2.630,电源内阻小于1 C,则定值电阻大于L 6 3 C,可知定值电阻为品;0.6定值
17、电阻与电源串联,电路如图;7.(2020天津卷)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。电压表(量程0 3 V,内阻约为3kC)电流表(量程0 0.6A,内阻约为1。)滑动变阻器(020Q,额定电流1A)待测电池组(电动势约为3V,内阻约为1Q)开关、导线若干该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是 0改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端(填“4”或 者*)实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联
18、一个阻值为5。的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数。和对应的电流表读数/,并 作 出 图 像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为(结果均保留两位有效数字)00.20.40.6I/A【答案】.5 (2).。.2.9 (4).0.8 0【解析】因为电源内阻较小,故对于电源来说应该采用电流表外接法,图中采用的是电流表内接;故导线5连接不当,应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱;开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大,故应将滑片置于。端:3 4 由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势,故 =2.9 V;图线与横轴的交点为短路电流E 2 9/=0.5 0 A,故可得等效内阻为
19、r=一=C=5.80。,乂因为在开关和电池负极之间接有5Q的电阻,在计I 0.5算过程中等效为内阻,故电源内阻为4=5.80。-50=0.80。【2019年】1.(2 0 1 9 新课标全国I 卷)某同学要将一量程为2 5 0 gA的微安表改装为量程为2 0 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 2 0 0 Q,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根 据 图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根 据 图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为1 6.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由
20、此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 o (填正确答案标号)A.1 8 M a B.2 1 m A C.2 5 m A D.2 8 m A(3)产 生 上 述 问 题 的 原 因 可 能 是。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 2 0 0。B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 2 0 0 CC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为忒 的电阻即可,其中七.【解析】(I)【答案】(1)电表改装时,9 9(2)C (3)A C (4)7 9微安表应
21、与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:根 据44=(/)/?,得:/=1+(2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为:吧=100倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:25 0 x 10-3 x 100=2 5 m A,故本16 0 x 103 m A小题选C;R)心,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻RJ测量值偏小,即电表实际内阻 叫 真 实值,大 于1200C;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻K阻值偏小。故本小题选A C;(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25 m A,故满足乙 弓=(25-
22、要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为2 0 m A电流表,应满足乙 鸟=(20/J H?,其中4=25 0g A=0.25 m A ,9 9联立解得:Z =1.25或 左=。7 92.(2019 新课标全国H卷)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度f的关系,图中V I 和 V 2为理想电压表;R为滑动变阻器,岛 为定值电阻(阻 值 100 C);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度,由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为5 0.0gA时得到的某硅二极管UU关系曲线。回答下列问题:(1)实验中,为保证流过二极管
23、的电流为5 0.0pA,应调节滑动变阻器R,使电压表V i 的示数为3=_mV;根 据 图(b)可知,当控温炉内的温度,升高时,硅二极 管 正 向 电 阻 (填“变大”或“变小”),电压 表 V i 示数(填“增大”或“减小”),此时应将R的 滑 片 向 (填“A”或B”)端移动,以使V i 示数仍为(2)由 图(b)可以看出U与 7 成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为I 半 1=_ _ _ _ _ x l 0-3 v.c (保留2 位有效数字)。Ar【答案】5.0 0 变 小 增 大 B (2)2.8【解析】(1)U i=/R o=100C x 5 0 x l
24、0 6 A=5 x l(r 3 V=5 m V 由/?=亍,/不变,温度升高,U减小,故R减小;由于R变小,总电阻减小,电流增大;R o 两端电压增大,即 V i 表示数变大,只有增大电阻才能使电流减小,故华东变阻器向右调节,即向B短调节。(2)由图可知,=2,8 x1 0 3V/3.(2 0 1 9 新课标全国H I卷)某同学欲将内阻为9 8.5 C、量程为1 0 0 H A 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的1 5 k C刻度正好对应电流表表盘的5 0 n A 刻度。可选用的器材还有:定值电阻R o (阻值1 4 k C),滑动变阻器尺(最大阻值1 5 0 0。),滑
25、动变阻器R?(最大阻值5 0 0 C),电阻箱(0 9 99 9 9.9 Q),干 电 池(E=1.5 V,尸1.5 C),红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将 图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R 接入电路的电阻应为 C:滑动变阻器选(填“凡”或。(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如 图(b)所示。表盘上八。处的电流刻度分别为2 5 和7 5,则0、b处的电阻刻度分别为_、_。(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向 k C 处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。
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- 真题分项详解 2016 2020 年高 物理 电学 实验 真题分项 详解 解析
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