2023学年高考物理二轮复习第一部分专题复习训练5_13电学实验真题对点练含解析.doc

电学实验 1．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图5－13－20(a)所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2. 图5—13—20 实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R2－t数据见下表. t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列问题： (1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端． (2)在图5－13－20(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2－t曲线． (3)由图(b)可得到RT在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性．当t＝44.0 ℃时，可得RT＝________Ω. (4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图5－13－20(c)所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃. 解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大． (3)由图象可知t＝44.0 ℃时，电阻的阻值为450 Ω. (4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0 Ω， 由图象可得温度约为33.0 ℃. 答案：(1)b　(2)如图5—13—21所示 图5—13—21 (3)450　(4)620.0　33.0 2．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干． 图5—13—22 (1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图． (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图5－13－22(a)所示． 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)． (3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图5－13－22(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W．(结果均保留2位小数) 解析：(1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E0′(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图5—13—24Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为Pmin＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图5—13—24Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为Pmax＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W. 答案：(1)实验电路原理图如图5—13—23所示 (2)增大　增大　(3)0.39　1.17 　 图5—13—23 图5—13—24 3．(2023年年高考·课标全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干． 要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡． 图5—13—25 回答下列问题： (1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱． (2)电阻箱的阻值应取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到个位) 解析：(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有 IgRg＝(I－Ig)R1，解得R1＝100 Ω，接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝IgRg＋IR2，解得R2＝2 910 Ω. 答案：(1)如图5—13—26所示　(2)100　2 910 图5—13—26 4．(2023年年高考·课标全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图5－13－27所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值．图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验： (1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线． 图5—13—27 (2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1. (3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2. (4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)． (5)重复步骤(3)，得到如下数据. 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小数) 解析：(4)由于为理想电压表，故S2接1或接2时流过R0、Rx的电流相等． 根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得 ＝，解得Rx＝(－1)R0 (6)根据所给数据，计算的平均值为3.41， 代入Rx＝(－1)R0得Rx＝48.2 Ω. 答案：(1)实物连线如图5—13—28 图5—13—28 (4)(－1)R0　(6)48.2 5．(2023年年高考·课标全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，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5－13－29(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)． 图5—13—29 (1)根据图(a)和题给条件，将图5－13－29(b)中的实物连接． (2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图5－13－29(c)所示，由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号) A．18 mA B．21 mA C．25 mA D．28 mA (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1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．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kR的电阻即可，其中k＝________． 解析：(1)电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接如图5—13—30所示： 图5—13—30 (2)由标准毫安表与改装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为： n＝＝100倍．故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：250×10－3×100＝25 mA，故本小题选C； (3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得：I＝(1＋)Ig，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻Rg真实值大于1 200Ω；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R阻值偏小．故本小题选AC； (4)由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25 mA，故满足IgRg＝(25－Ig)R；要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20 mA电流表，应满足IgRg＝(20－Ig)kR, 其中Ig＝250μA＝0.25 mA，联立解得：k＝1.25或k＝. 答案：(1)如图5—13—30所示　(2)C　(3)AC　(4) 6．(2023年年高考·课标全国卷Ⅱ)某小组利用图5－13－31(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t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；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t由温度计(图中未画出)测出．图5－13－31b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U－I关系曲线．回答下列问题： 图5—13—31 (1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻__________(填“变大”或“变小”)，电压表V1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V1示数仍为U1. (2)由图(b)可以看出U与t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＝________×10－3 V/℃(保留2位有效数字)． 解析：(1)U1＝IR0＝100Ω×50×10－6 A＝5×10－3V＝5 mV由R＝，I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；R0两端电压增大，即V1表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，故滑动变阻器向右调节，即向B端调节． (2)由图可知，＝2.8×10－3 V/℃ 答案：(1)5.00　变小　增大　B　(2)2.8 7．(2023年年高考·课标全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA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15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干． 图5—13—32