高中物理高考 专题19 电学实验 2020年高考真题和模拟题物理分类训练（学生版）

专题19 电学实验 1．(2020·新课标Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。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O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： (1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。 (2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω(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________Ω(保留1位小数)。 2．(2020·新课标Ⅱ卷)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V，0.30 A)的伏安特性。所用器材有：电流表A1(量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω)，电流表A2(量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、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I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。 (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读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω(保留1位小数)。 (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0，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_______Ω(保留1位小数)。 3．(2020·新课标Ⅲ卷)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，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 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (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3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ(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t变化的曲线如图(a)所示。 (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2.2kΩ。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10 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50 ℃，则图中_________(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_________kΩ(保留2位有效数字)。 4．(2020·江苏卷)某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源(电动势约)，R为滑动变阻器(最大阻值)，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： 电压 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线____________。 (3)根据作出的图线可知，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 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 5．(2020·浙江卷)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一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____________； (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流_____，电压_____； (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_____V(保留三位有效数字)，内阻_____(保留两位有效数字)。 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 Ω)； 电压表V (量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A (量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1 (阻值2 Ω)； 定值电阻R2 (阻值5 Ω)； 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-I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 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①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-I图像________。 ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ (填“R1”或“R2”)。 ③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____________。 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，内阻约为) 电流表 (量程，内阻约为) 滑动变阻器 (，额定电流) 待测电池组 (电动势约为，内阻约为) 开关、导线若干 ①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________。 ②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“a”或者“b”) ③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一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，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) 8．(2020·云南省玉溪第五次调研)如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下： ①按电路图接好实验电路; ②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U0＝6.2 V和微安表读数I0＝490 μA; ③断开电键S并同时开始计时，每隔5 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中; ④根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“×”表示),则： (1)根据图示中的描点作出图线_________ (2)图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义是： ______________. (3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0所带的电量Q0=__________，并计算电容器的电容C=________________.(这两空均保留两位小数) 9．(2020·浙江省义乌市高三(下)6月适应性)(1)做静电场探究实验时，要给下图中的球形导体带上静电我们可选用下图中的仪器__________(填字母) (2)绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a近旁有(1)中已带上电的绝缘金属球，旁边放着的是拾电球。利用这些仪器我们可以实现的实验目的有__________(可多选) A．验证库仑定律 B．证明带电体之间的静电作用力和带电体之间的距离是相关的 C．证明带电体之间的静电作用力和带电体的电量大小是相关的 D．证明静电作用力的大小和带电体的电量大小是成正比的 (3)某同学用下图装置进行“探究碰撞中的不变量”的实验，该实验__________平衡摩擦力，__________分别测量两小车的质量(两空均填“需要”或“不需要”)。根据纸带数据可计算出小车碰撞后的共同速度大小为__________m/s。 10．(2020·云南省红河哈尼族彝族自治州统一检测)甲同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有： A．干电池两节，每节电动势约为1.5 V，内阻未知 B．直流电压表V1：量程3V，内阻约为 C．直流电压表V2：量程15V，内阻约为 D．直流电流表A：量程0.6A，内阻 E．滑动变阻器 F．导线和开关 (1)为了尽可能提高实验精度，实验中电压表应选用_________(选填“V1”或“V2”)； (2)某次实验部分数据如下表所示，其中一组数据读数如图乙所示，读出数据，完成下表。则：①处的读数为______V；②处的读数为________A； U/V 2.62 2.48 2.34 ① 2.06 1.92 I/A 0.08 0.12 0.16 ② 0.24 0.28 (3)利用表格中的数据在图丙中作出U－I图象________； (4)由图象可知，两节干电池总电动势E=______ V，总内阻r=______ Ω。(计算结果保留三位有效数字) 11．(2020·广东省佛山市高三二模)小明手里有一块多用电表A，其功能完好，但刻度值已不清晰。他想通过实验测定该多用表(简称A表，下同)“×10”档欧姆调零后的内阻R0和内置电源的电动势E。 他找来了另一个多用电表B(简称B表，下同)、一个电阻箱、一个开关和若干导线作为实验的器材。 实验的操作如下： (1)小明将A表调到“×10”档，将B表调到“mA”档，准备如图(甲)将所有的器材串联起来作为实验电路。请你在图中连好剩余的导线__________； (2)先使用B表的电流档测量A表“×10”档的满偏电流。将电阻箱阻