2022屆高考物理知能優(yōu)化演練復(fù)習模擬試題29

1．“測定金屬的電阻率”的實驗中，以下操作中錯誤的是()A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變解析：選AC.實驗中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度，而不是全長；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法．故A、C操作錯誤．2．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知，對實驗結(jié)果的準確性影響最大的是()A．導(dǎo)線直徑d的測量B．電壓U的測量C．電流I的測量D．導(dǎo)線長度l的測量解析：選A.四個選項中涉及的四個量對測量結(jié)果均有影響，但影響最大的是金屬絲直徑的測量誤差．從量度式ρ＝eq\f(πd2U,4Il)看，只有直徑d的指數(shù)為2，U、I、l指數(shù)為1，所以選A.3．在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，用電壓表測得金屬絲兩端的電壓U，用電流表測得通過金屬絲的電流I，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d，測得數(shù)據(jù)如圖7－3－12所示，請從圖中讀出U＝________V，I＝________A.圖7－3－12答案：4．(2022年高考四川卷)在物理興趣小組活動中，一同學利用下列器材設(shè)計并完成了“探究導(dǎo)體阻值與長度的關(guān)系”的實驗．圖7－3－13電壓表V1量程3V內(nèi)阻約為900Ω電壓表V2量程10V內(nèi)阻約為3kΩ電流表A量程60mA內(nèi)阻約為5Ω電源E1電動勢V內(nèi)阻約為Ω電源E2電動勢V內(nèi)阻約為Ω滑動變阻器(最大阻值為10Ω)、粗細均勻的同種電阻絲、開關(guān)、導(dǎo)線和刻度尺其主要實驗步驟如下：A．選取圖中器材，按示意圖7－3－13連接電路B．用伏安法測定電阻絲的阻值RC．用刻度尺測出電阻絲的長度LD．依次減小電阻絲的長度，保持電路其他部分不變，重復(fù)步驟B、CE．處理數(shù)據(jù)，根據(jù)下列測量結(jié)果，找出電阻絲阻值與長度的關(guān)系L(m)R(Ω)為使實驗盡可能準確，請你對上述步驟中畫線處加以改進．(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．解析：(1)電源選擇E1，當滑片滑到右端時，加在電阻絲兩端電壓為V，電壓表只用量程的一半，所以在測量中電壓表引入的誤差較大，所以電源改選E2；(2)從表中的數(shù)據(jù)可以看出，電阻絲的電阻一般為幾十歐，明顯與電流表的內(nèi)阻比較接近，所以電流表應(yīng)采用外接，這時實驗誤差較?。鸢福?1)電源改選E2(2)判斷電流表的內(nèi)外接法，作出相應(yīng)調(diào)整5．如圖7－3－14，甲為一段粗細均勻的新型導(dǎo)電材料棒，現(xiàn)測量該材料的電阻率．圖7－3－14(1)首先用多用電表的歐姆擋(倍率為“×10”)粗測其電阻，指針位置如圖7－3－14乙所示，其讀數(shù)R(2)然后使用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻：A．電流表：量程為0.6A，內(nèi)阻約為ΩB．電壓表：量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩC．滑動變阻器：最大值為20Ω，額定電流1AD．低壓直流電源：電壓6V，內(nèi)阻忽略F．電鍵K，導(dǎo)線若干在方框中畫出實驗電路圖．(3)如果實驗中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ＝__________(用測出的物理量的符號表示)．解析：(1)從題圖中讀出示數(shù)為：20×10Ω＝200Ω；(2)電路如圖所示.eq\f(RV,R)＜eq\f(R,RA)，故用電流表內(nèi)接法．(3)由歐姆定律解得導(dǎo)電材料棒的電阻為：R＝eq\f(U,I)，由電阻定律得：R＝ρeq\f(L,S)，材料棒的橫截面積為：S＝πr2＝eq\f(1,4)πd2，聯(lián)立解得：ρ＝eq\f(Uπd2,4LI).答案：(1)200Ω(2)見解析(3)eq\f(Uπd2,4LI)6．在做“測定金屬的電阻率”的實驗中，若待測電阻絲的電阻約為5Ω，要求測量結(jié)果盡量準確，提供以下器材供選擇：A．電池組(3V，內(nèi)阻約1Ω)B．電流表(0～3A，內(nèi)阻約Ω)C．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約Ω)D．電壓表(0～3V，內(nèi)阻4kΩ)E．電壓表(0～15V，內(nèi)阻15kΩ)F．滑動變阻器(0～20Ω，允許最大電流1A)G．滑動變阻器(0～2000Ω，允許最大電流0.3A)H．電鍵、導(dǎo)線若干(1)實驗時應(yīng)從上述器材中選用__________(填寫儀器前字母代號)．(2)測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時，應(yīng)采用電流表______接法，測量值比真實值偏______(選填“大”或“小”)．(3)若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖7－3－15所示，則讀數(shù)為__________mm圖7－3－15(4)若用L表示金屬絲的長度，d表示直徑，測得電阻為R，請寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ＝__________.解析：(1)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過電阻絲的電流不能過大，否則電阻絲溫度明顯升高，電阻發(fā)生變化，所以電流表應(yīng)選C，電池組選A，電壓表選D，電阻絲的電阻約為5Ω，滑動變阻器應(yīng)選F，最后選取電鍵、導(dǎo)線H.(2)由于電阻絲的電阻較小，所以采用電流表的外接法，外接法測得的電流偏大，算出的電阻值偏小，所以測量值比真實值偏?。?3)從圖中可以讀出金屬絲的直徑為0.900mm.(4)金屬絲的橫截面積為：S＝πd2/4，由電阻定律得：R＝ρL/S，聯(lián)立解得金屬絲的電阻率為：ρ＝eq\f(Rπd2,4L).答案：(1)ACDFH(2)外小(3)(4)eq\f(Rπd2,4L)7．(2022年高考天津卷)要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV，其量程為2V，內(nèi)阻約2kΩ.實驗室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內(nèi)阻約Ω；電壓表V2，量程5V，內(nèi)阻約5kΩ；定值電阻R1，阻值30Ω；定值電阻R2，阻值3kΩ；滑動變阻器R3，最大阻值100Ω，額定電流1.5A；電源E，電動勢6V，內(nèi)阻約Ω；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干．(1)有人擬將待測電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V1的電壓和電流，再計算出RV.該方案實際上不可行，其最主要的原因是______________________________________________________________；(2)請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計一個測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實驗電路．要求測量盡量準確，實驗須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成．試畫出符合要求的實驗電路圖(圖7－3－16中電源與開關(guān)已連好)，并標出所選元件的相應(yīng)字母代號；圖7－3－16(3)由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達式，說明式中各測量量的物理意義．解析：(1)若將電壓表V1和電流表A串聯(lián)接在電路中，由于通過電壓表V1的最大電流Im＝eq\f(2,2000)A＝10－3A，此時電流表A的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，讀數(shù)不準確，故不能將電壓表V1和電流表A串聯(lián)接在電路中進行測量．(2)因為被測電壓表的內(nèi)阻遠大于滑動變阻器的總電阻，所以應(yīng)采用分壓電路．要使電壓表V2能測量的電壓范圍盡量大，應(yīng)將電壓表V1的量程擴大至與電壓表V2的量程相當，需串聯(lián)一個電阻，此時應(yīng)有5＝2＋eq\f(2,2000)R，解得R＝3000Ω，故定值電阻應(yīng)選R2.(3)電阻R2上的電壓UR2＝U2－U1，通過電壓表V1的電流I＝eq\f(UR2,R2)＝eq\f(U2－U1,R2)，所以RV＝eq\f(U1,I)＝eq\f(U1R2,U2－U1)，其中U1表示V1的電壓，U2表示V1和R2串聯(lián)的總電壓．答案：(1)電流表A不能準確測量出流過電壓表V1的電流．(2)測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實驗電路如圖所示：(3)RV＝eq\f(U1R2,U2－U1).U1表示V1的電壓，U2表示V1和R2串聯(lián)的總電壓8．(探究創(chuàng)新題)冬季和春季降水量小，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)所謂的“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高，水質(zhì)受到影響．為了研究“咸潮”出現(xiàn)的規(guī)律，某同學設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖7－3－17甲所示，兩電極相距L＝0.314m，其間充滿待測的河水．安裝前他用如圖乙所示的游標卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖丙所示．他還選用了以下儀器：量程為15V、內(nèi)阻約為300kΩ的電壓表，量程為300μA、內(nèi)阻約為50Ω的電流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E＝12V、內(nèi)阻r＝6Ω的電池組、開關(guān)各一個以及導(dǎo)線若干．圖丁所示坐標系中包括坐標為(0,0)的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值．圖7－3－17根據(jù)以上材料完成下列問題：(1)測量玻璃管的內(nèi)徑時，應(yīng)用圖乙所示的游標卡尺的A、B、C三部分中的______部分與玻璃管內(nèi)壁接觸．(填代號)(2)由圖丙可知，玻璃管的內(nèi)徑d＝________mm.(3)待測河水的電阻率ρ為多大？(寫出推導(dǎo)和計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)圖戊所示的儀器部分已連線，請將其他部分連接成能測出圖丁中數(shù)據(jù)的實物連接圖．(5)開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先