2013年高考物理备考复习卷B16：电学实验（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示．该金属丝的直径是______mm．

二、填空题

2. 难度：中等

实验时用20分度的游标卡尺测量某个小球的直径，示数如图所示，该小球的直径d=    mm．

3. 难度：中等

用伏安法测电阻时，电路中的电流表、电压表的示数如图甲、乙所示．电流表的读数为    ，电压表的读数为    ．

三、解答题

4. 难度：中等

一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图1所示的电路图．请回答下列问题：

（1）请将图2中的实物连线按电路图补充完整．
（2）考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值______（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．
（3）实验测得表格中的7组数据．请在坐标纸上作出该元件的，I一U图线．

序号	电压/V	电流/A
1	0.00	0.00
2	0.40	0.02
3	0.80	0.05
4	1.20	0.12
5	1.60	0.20
6	2.00	0.31
7	2.40	0.44

（4）为了求元件Q在I一U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R=求得．
乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R=求得．其中______（选填“甲”或“乙”）
同学的方法正确．

5. 难度：中等

现要测定一个额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线．现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）；电压表（量程4.5V，内阻约4×l04Ω）；电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω）；电流表A₂（量程400mA，内阻约为1Ω）；滑动交阻器（最大阻值约10Ω），电键S，导线若干．
（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是______；
（2）在空格内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；
（3）结合实验中所描述的图象，P点小灯泡的电功率为______．

四、填空题

6. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属丝的电阻约为5Ω．用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）金属丝粗细均匀（横截面为圆形），用螺旋测微器测量其直径d，结果如图1所示，则d=
    mm．
（2）实验室备有两节干电池、电建、导线若干及下列器材：
A．电压表V（0～3V，内阻约为10KΩ）
B．电流表A₁（0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
C．电流表A₂（0～3A，内阻约为0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁ （0～20Ω，1A）
E．滑动变阻器R₂ （0～1000Ω，0.2A）
a．某同学进行电阻测量时，为提高测量的精度，电流表应选    ，滑动变阻器应选    ．（填器材前对应的序号）
b．该同学实验时实物接线如图2所示，请指出接线中的两处错误：
错误1：    错误2：    （用接线序号表示）
（3）连线正确后，该同学实验中测得的6组电流I、电压U的值已在图3中标出，请在图中作出U-I图线，并求出电阻值R=     （保留2位有效数字）．

7. 难度：中等

某同学要测定自来水的电阻率，他先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，电极间装满密封的待测自来水．其他器材（如图所示）包括：
电压表（量程15V，内阻约30kΩ）；电流表（量程300mA，内阻约50Ω）；滑动变阻器（0～100Ω，允许最大电流1A）；电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；开关一个、导线若干．
他设计电路并测出两电极问的电压U和电流I，下表为U和I的实验数据．

U/V	1.0	3.0	5.0	7.0	9.0	11.0
I/μA	22	65	109	155	190	240

（1）试根据表中的数据计算水柱的电阻R：    kΩ．（保留两位有效数字）
（2）请在图示的实物图上画出连线，完成该同学的电路设计．
（3）如果测出水柱的长度L、玻璃管的内径d和水柱的电阻R，则自来水电阻率的表达式为ρ=    ．（用符号表示）

五、解答题

8. 难度：中等

为测量一电源的电动势及内阻：
（1）现有以下三种量程的电压表：
A．量程为l V、内阻大约为2kΩ的电压表V₁
B．量程为2V、内阻大约为3kΩ的电压表V₂
C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V₃
要改装一个量程为9V的电压表，应该选择______（选填“A”、“B”或“C”）与______kΩ的电阻串联．
（2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．    
（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出电阻箱的阻值为15.0Ω时，电压表示数为1.50V；电阻箱的阻值为40.0Ω时，电压表示数为2.00V，则电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω．

9. 难度：中等

为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值，出现上述情况的原因是______．改进方法是______．改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为E=______V，内阻r=______Ω．

六、填空题

10. 难度：中等

多用电表表头的示意图如图所示．在正确操作的情况下：
（1）若选择开关的位置如箭头a所示，则测量的物理量是    ，测量结果为    ．
（2）若选择开关的位置如箭头b所示，则测量的物理量是    ，测量结果为    ．
（3）若选择开关的位置如箭头c所示，则测量的物理量是    ，测量结果为    ．
（4）若选择开关的位置如箭头c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小（相对于左侧），那么接下来的正确操作步骤应该为：    ．
（5）全部测量结束后，应将选择开关拨到    挡或者    ．
（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从    色表笔经    插孔流人电表．

七、解答题

11. 难度：中等

在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻R_g=10Ω、满偏电流I_g=10mA，当选择开关接3时为量程250V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出．

（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为______；选择开关接3时其读数为______．
（2）为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R的阻值使电表指针满偏；
②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C处，此时电阻箱的示数如图2所示，则C处刻度应为______Ω．
③计算得到多用电表内电源的电动势为______V．（保留两位有效数字）

12. 难度：中等

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关又可采用光敏电阻来进行控制．光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）．某光敏电阻R_p在不同照度下的阻值如下表所示：

照度（lx）	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻（kΩ）	75	40	28	23	20	18

（1）根据表中数据，请在图（1）给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线．根据图象可以发现，光敏电阻的阻值随照度的增大而______（只要求定性回答）．
（2）如图（2）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗，照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，在图（3）虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响），提供的器材如下：
性能如上表所示的光敏电阻R_p；电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻（R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40kΩ，限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干．

13. 难度：中等

某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示．由图可读出D=______mm，d=______mm．

八、填空题

14. 难度：中等

图1为某热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关系曲线图．

（1）为了通过测量得到图1所示，I-U关系的完整曲线，在图2、图3两个电路中应选择图    ；简要说明理由：    ．
（2）在图4电路中，电源电动势为9V，内阻不计，理想电流表读数为70mA，定值电阻R₁=250Ω．由热敏电阻的，I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为    V；电阻R₂的阻值为    Ω．

九、解答题

15. 难度：中等

传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，图乙是由热敏电阻R₁作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：

（1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在______（填“a”或“b”）．
（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向______移动（填“左”或“右”）．
（3）如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是______．

十、填空题

16. 难度：中等

有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，如图甲所示．用多用电表欧姆挡测得MN问的电阻膜的电阻约为1kΩ，陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度．
某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验．
A．刻度尺（最小分度为毫米）；
B．游标卡尺（游标尺为20分度）；
C．电流表A₁（量程0～5mA，内阻约10Ω）；
D．电流表A₂（量程0～100mA，内阻约0.6n）；
E．电压表V₁（量程5V，内阻约5kΩ）；
F．电压表V₂（量程15V，内阻约15kΩ）；
G．滑动变阻器R．（阻值范围0～10Ω，额定电流1.5A）；
H．滑动变阻器R：（阻值范围0～100Ω，额定电流1A）；
I．电源E（电动势6V，内阻不计）；
J．开关S及导线若干．
（1）他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为L=10.00cm，用游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图乙所示，该陶瓷管的外径D=    cm．
（2）为了更准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表    ，电压表    ，滑动变阻器    ．（填写器材前面的字母代号）
（3）在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路原理图．（图中器材用题干中相应的物理量符号标注）

（4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，镀膜材料的电阻率为ρ，计算电阻膜厚度d的数学表达式为d=    （用已知量的符号表示）．

17. 难度：中等

某同学要测量一电阻R．（阻值约18Ω）的阻值，实验室提供如下器材：
电源E（电动势3V，内阻约1Ω）；
电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）；
电压表V（量程0～3V，内阻约5kΩ）；
电阻箱R（阻值范围0～99.99Ω，额定电流1A）；开关S，导线若干．
（1）为使测量尽可能精确，应采用图1给出的    所示电路进行测量．

（2）下表中记录了电阻箱阻值R及对应电流表A、电压表V的测量数据I、U，请在坐标纸上作出一图象，根据图象得出电阻的值为    Ω．

次数	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	0.13	0.11	0.09
/Ω^-1	0.13	0.08	0.06	0.05	0.04

（3）此实验中求得电阻R的值与真实值相比    ．（选填“偏大”或“偏小”）

十一、解答题

18. 难度：中等

实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G₁内阻r₁的电路如图1所示．供选择的仪器如下：
①待测电流表G₁（0～5mA，内阻约300Ω），②电流表G₂（0～10mA，内阻约100Ω），③定值电阻R₁（300Ω），④定值电阻R₂（10Ω），⑤滑动变阻器R₃（0～1000Ω），⑥滑动变阻器R₄（0～20Ω），⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干．
（1）定值电阻应选______，滑动变阻器应选______．（在空格内填写序号）
（2）用连线连接实物图2．
（3）补全实验步骤：
①按电路图连接电路，______；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G₁，G₂的读数I₁，I₂；
③______；
④以I₂为纵坐标，I₁为横坐标，作出相应图线，如图3所示．
（4）根据I₂-I₁图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式______．

十二、填空题

19. 难度：中等

为了测定电流表A₁的内阻，某同学采用如图甲所示的实验电路．其中：

A₁是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω：
A₂是标准电流表，量程为200μA：
R₁是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω：
R₂是滑动变阻器；
R₃是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计：
S₁是单刀单掷开关；
S₂是单刀双掷开关．
（1）①实验中滑动变阻器采用    式接法（填“分压”或“限流”）；
②根据上图所示电路的实物图，请在虚线框中画出实验电路图．

（2）请将该同学的操作补充完整：
①连接好电路，将滑动变阻器R₂的滑片移到最    （填“左端”或“右端”），将开关
S₂扳到接点a处，接通开关S₁，调整滑动变阻器R₂，使电流表A₂的读数为150μA．
②将开关S₂扳到接点b处，    ，使电流表A₂的读数仍为150μA．
③若此时电阻箱各旋钮的位置如图乙所示，则待测电流表A₁的内阻R_g=    Ω．
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R₂的滑片，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻值中，保护电阻R₃应选用    （填写相应的字母）．
A.200kΩ
B.20kΩ
C.15kΩ
D.150kΩ

20. 难度：中等

有一个小灯泡上标有“4.8V，2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方酽的关系曲线．有下列器材可供选用：
A．电压表V₁（0～3V．内阻3kΩ）：
B．电压表V₂（0～15V．内阻15kΩ）；
C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）；
D．定值电阻R₁=3kΩ；
E．定值电阻R₂=15kΩ；
F．滑动变阻器R（最大电阻10Ω，允许最大电流2A）；
G．学生电源（电动势6V，内阻不计）；
H．开关S及导线若干．
（1）实验中所用电压表应选用    ，定值电阻应选用    ．（填写字母序号）
（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，画出满足实验要求的电路图．
（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数U_V与此时小灯泡两端电压U的定量关系是    ，图中四个图象中可能正确的是    ．

21. 难度：中等

如图1所示的黑箱中有二只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整如图2中多用电表的    （选填“A”、“B”或“C“）．
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应    （选填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况．
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×l”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图2所示．
请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路．

两表笔接的接点	多用电表的示数
a，b	Ω
a，c	10.0Ω
b，c	15.0Ω

22. 难度：中等

某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电压表（内阻很大）、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图1所示的电路图进行实验，测得的数据如下表所示．

实验次数	1	2	3	4	5
R（Ω）	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
U（V）	1.00	1.19	1.27	1.31	1.35
U/R（A）	0.50	0.30	0.21	0.16	0.14

（1）根据表中提供的数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作    图象．
A．U-
B．R-U
C．R-
D.-U
（2）根据（1），利用测得的数据，在图2所示坐标纸上作出适当的图象．
（3）由（2）中作出的图象可知，该电池的电动势E=    V，内阻r=    Ω．