人教版（2019）必修第三冊《11.3 實驗：導體電阻率的測量》同步練習卷

人教版（2019）必修第三冊《11.3實驗：導體電阻率的測量》2023年同步練習卷一、選擇題1．某學校學生在開展“測金屬電阻率”研究性學習活動中，對有關金屬（燈泡中的鎢絲）、半導體（二極管）（標準電阻）及超導材料的電阻率查閱了大量資料，提出了下列一些說法（）A．金屬溫度計是利用金屬材料的電阻率隨溫度升高而不發(fā)生顯著變化制成的 B．標準電阻是利用合金材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化制成的 C．半導體材料的電阻率隨溫度升高而增大 D．當溫度為絕對零度時，某種材料電阻率突然為零，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象二、填空題2．游標卡尺和螺旋測微器是較為精密的長度測量儀器，請回答下列問題：（1）圖1中游標卡尺的精度為mm，其讀數(shù)為cm。（2）圖2中螺旋測微器的精度為mm，其讀數(shù)為mm。3．一根細長而均勻的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω。截面圖如圖1所示。（1）用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖2所示，金屬管線的外徑為mm。（2）金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，在利用伏安法測出樣品電阻的基礎上，還需要測量的物理量是。計算中空部分截面積的表達式S＝。4．用刻度尺測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，金屬絲的匝數(shù)為39。從圖中示數(shù)能計算出金屬絲的直徑為mm。5．某同學在做測量燈泡電阻阻值的實驗中，調節(jié)滑動變阻器得到了兩組燈泡的電流與電壓數(shù)據(jù)，如圖甲、乙、丙、丁所示。電流表量程為0.6A，所示讀數(shù)為：甲、乙、丙、丁。兩組數(shù)據(jù)得到的燈泡電阻分別為和。三、多選題（多選）6．在“導體電阻率的測量”的實驗中，以下操作中正確的是（）A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量3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的不同位置測量3次，算出直徑的平均值 C．用伏安法測電阻時，采用電流表內接法，多次測量后算出平均值 D．實驗中應保持金屬絲的溫度不變四、實驗題7．某同學要測量一新材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ，完成下列測量：（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度，如圖甲所示，由圖可知其長度為cm。（2）用螺旋測微器測量其直徑，如圖乙所示，由圖可知其直徑為mm。8．某實驗小組在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，欲先采用伏安法測出金屬絲的電阻Rx，已知金屬絲的電阻約為20Ω，實驗室中有以下器材可供使用：A.電壓表0～3V，內阻約為5kΩ；B.電壓表0～15V，內阻約為50kΩ；C.電流表0～150mA，內阻為0.5Ω；D.滑動變阻器（0～5Ω）；E.滑動變阻器（0～200Ω）；F.電動勢約為4V、內阻不計的電源，開關及導線若干。?（1）分別用螺旋測微器（圖甲）和游標卡尺（圖乙）測量電熱絲的直徑d和長度Lmm，長度L＝cm；（2）為使測量范圍盡可能大，電壓表應選，滑動變阻器應選（填寫器材前字母序號）；（3）請在圖丙虛線框中將電路圖補充完整。9．科研小組成員的同學，利用暑期放假撰寫“測量某金屬電阻率”的社會實踐報告，特意從家里找了一根長為L的空心金屬管。如圖甲所示，實驗室中的備用器材如下：A．電池（6V，內阻很?。〣．電流表A1（0～3A，內阻約0.025Ω）C．電流表A2（0～0.6A，內阻約0.25Ω）D．電壓表V1（0～3V，內阻約3kΩ）E．電壓表V2（0～6V，內阻約6kΩ）F．滑動變阻器R1（0～20Ω，1A）G．滑動變阻器R2（0～500Ω，0.3A）H．電鍵、導線（1）若所測金屬管的電阻約為12Ω，要用伏安法盡量準確地測量其阻值，則電流表應選用，電壓表應選用，滑動變阻器應選用。（填對應的字母）（2）為了盡可能減小測量誤差，需要金屬管上所加電壓能夠從零開始變化，且變化范圍比較大（3）利用電壓表測量值U、電流表測量值I和題中所述物理量，推導出金屬管電阻率的計算公式。10．用螺旋測微器測量某一物體厚度時，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)是mm．游標卡尺可以測量某些工件的外徑。在用二十分度的游標卡尺測量時，示數(shù)如圖所示，則讀數(shù)是mm。11．某小組的兩位同學采用“伏安法”測金屬絲的電阻實驗中，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進行正確描點后，甲、乙兩位同學根據(jù)自己的理解各作出一條圖線，根據(jù)你對實驗的理解，你認為同學的圖線正確，根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為Ω．（保留兩位有效數(shù)字）12．在“測量金屬絲的電阻率”實驗中：（1）測量一段電阻約為幾歐姆金屬絲的電阻時所用器材和部分電路連線如圖1所示，若電流表內阻約為幾十歐姆，量程為0﹣0.6A或0﹣3A，量程為0﹣3V或0﹣15V，用筆畫代替導線完成電路連線。（2）合上開關之前，圖1中滑動變阻器滑片應置于最（選填“左”或“右”）端。（3）連好電路之后，合上開關，調節(jié)滑動變阻器，然后求電阻平均值，乙同學通過U﹣I圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的是（選填“甲”或“乙”）（4）兩同學進一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流Ig＝300μA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯(lián)長為L的鎳鉻絲，調節(jié)滑動變阻器使表頭G滿偏，改變L，重復上述步驟，作出I﹣圖像如圖3所示。則I﹣mA?m。若要把該表頭G改裝成量程為6mA的電流表，需要把長為m的鎳鉻絲并聯(lián)在表頭G兩端。（結果均保留兩位有效數(shù)字）13．“伏安法”測量電阻絲的電阻率的實驗電路圖如圖甲所示，圖中Rx表示電阻絲，R是一個滑動變阻器。通過測量電阻絲的長度為L，通過螺旋測微器可以測得電阻絲的直徑D（1）從圖中可知電阻絲的直徑D＝；（2）若實驗得到的電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則電阻率的計算表達式為（用U、I、L、D表示）。（3）如果只考慮電阻測量導致的電阻率的誤差，則測量值相比于真實值（填“偏大”或者“偏小”）。14．如圖所示，游標卡尺的讀數(shù)為mm，螺旋測微器的讀數(shù)為m五、解答題15．用螺旋測微器測量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉動，讀數(shù)前應先旋緊如圖所示的部件（選填“A”、“B”、“C”或“D”）．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為mm．

人教版（2019）必修第三冊《11.3實驗：導體電阻率的測量》2023年同步練習卷參考答案與試題解析一、選擇題1．【分析】金屬電阻率隨溫度的升高而升高，半導體的電阻率隨溫度的升高的降低；當材料處于低溫時其電阻率突然為零，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象．【解答】解：A、金屬溫度計是利用金屬材料的電阻率隨溫度升高而而升高制成的；B、合金材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化，故B正確；C、半導體材料的電阻率隨溫度升高而減??；D、當溫度降低到絕對零度附近時，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題考查對電阻率與溫度、材料關系的了解程度，本題涉及的知識點較多，但難度不大，掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習與掌握．二、填空題2．【分析】解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀。螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀?！窘獯稹拷猓海?）由圖1可知，游標卡尺的游標總格數(shù)為20格，但原理與20個分度，故其精度為0.05mm，游標尺上第11個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以最終讀數(shù)為：8mm+0.55mm＝9.55mm＝6.955cm。（2）螺旋測微器的精度為0.01mm；螺旋測微器的固定刻度為4mm，所以最終讀數(shù)為5mm+0.470mm＝4.770mm，最后的結果可以在3.469～4.471之間。故答案為：（1）0.05；4.955；4.470（4.469～2.471）【點評】對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關測量。3．【分析】（1）螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；（2）根據(jù)電阻定律求出導體電阻的橫截面積，用大圓的面積減去電阻的橫截面積，即為中空部分的截面積。【解答】解：（1）螺旋測微器的固定刻度是0.01mm，可動刻度是：0.01mm×12.2.0＝0.125mm；②還需要測量的物理量是管線長度L。根據(jù)R＝ρ，則陰影部分的面積：S0＝，則中空部分的截面積。故答案為：（1）1.125；（2）管線長度L、?！军c評】解決本題的關鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握電阻定律的公式，掌握如何確定電流表的內外接．4．【分析】根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，讀出其讀數(shù)，然后求出金屬絲的直徑?！窘獯稹拷猓河蓤D示刻度尺可知，其分度值為1mm，金屬絲的直徑d＝＝。故答案為：5.648【點評】理解實驗原理、掌握基礎知識是解題的前提與關鍵。5．【分析】根據(jù)表針指示的位置進行讀數(shù)，根據(jù)電阻的計算公式求解電阻的大小?！窘獯稹拷猓弘娏鞅淼牧砍虨?.6A，最小刻度為6.02A，故分別為0.10A；電壓表的量程為3V，最小刻度為6.1V，故分別為2.00V；由R＝代入數(shù)據(jù)可得R5＝Ω≈7.3Ω，R2＝＝2.4Ω故答案為：0.10A；0.24A；6.29V；2.9Ω?！军c評】本題主要是考查了電壓表和電流表的讀數(shù)問題，關鍵是掌握兩種電表的讀數(shù)方法，需要估讀的一定要估讀。三、多選題6．【分析】本題考查測定金屬電阻率實驗的操作，以及實驗的注意事項，根據(jù)實驗的規(guī)范化要求解答就?！窘獯稹拷猓篈、在“測定金屬的電阻率”的實驗中，而不是全長，不能用米尺；B、為了減小實驗誤差，算出其平均值；C、金屬絲電阻很小，應采用電流表外接法，電壓表的分流作用很小，故C錯誤；D、金屬絲的電阻率隨溫度的改變而改變，應保持溫度不變。故選：BD?！军c評】本題難點在于電流表的內外接法，要掌握內外接法對實驗產生誤差的影響，知道減小理論誤差的方法。四、實驗題7．【分析】解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀。螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀?！窘獯稹拷猓河螛藶?0分度，其測量精度為0.05mm，游標讀數(shù)為3×8.05mm＝0.15mm所以最終讀數(shù)為50.15mm＝5.015cm；螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為6.5mm，可動刻度讀數(shù)為19.9×2.01mm＝0.199mm故答案為：（1）5.015（2）3.699【點評】本題考查了常見測量工具的讀數(shù)方法，要注意明確螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)，螺旋測微器需要估讀，而游標卡尺在讀數(shù)時不需要估讀。8．【分析】（1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度讀數(shù)的和是螺旋測微器的讀數(shù)；游標卡尺主尺與游標尺讀數(shù)的和是游標卡尺讀數(shù)。（2）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，為方便實驗操作應選擇最大阻值較小的滑動變阻器。（3）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路圖?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲所示螺旋測微器可知，電熱絲的直徑d＝5.5mm+40.3×0.01mm＝5.900mm由圖乙所示游標卡尺可知，游標尺是20分度的，電熱絲的長度L＝100mm+10×3.05mm＝100.50mm＝10.050cm（2）電源電動勢是4V，電壓表應選擇A。（3）由于待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)；由于電流表內阻已知，電流表應采用內接法故答案為：（1）5.900；10.050；D；（3）實驗電路圖如上圖所示?！军c評】理解實驗原理撒解題的前提，要掌握常用器材的使用方法與讀數(shù)方法；確定電流表與滑動變阻器的接法是作實驗電路圖的關鍵。9．【分析】（1）為了保持電路安全和方便調節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法，據(jù)此選擇滑動變阻器；根據(jù)電源電動勢選擇滑動變阻器；根據(jù)歐姆定律估算電流，然后選擇電流表；（2）根據(jù)電壓表內阻、待測電阻和電流表內阻的大小關系確定電流表的內、外接法；滑動變阻器采用分壓式接法，據(jù)此完成電路圖；（3）根據(jù)歐姆定律、電阻定律求解電阻率?！窘獯稹拷猓海?）為了保持電路安全和方便調節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法；因為電源電壓約為6V，所以電壓表選E；通過金屬管的電流最大值約為，故電流表選C。（2）由于，滿足，因此電流表外接；要求電壓表的示數(shù)從零開始變化，且變化范圍比較大，電路如圖所示：（3）根據(jù)歐姆定律，待測電阻根據(jù)電阻定律解得，金屬管電阻率的計算公式為故答案為：（1）C；E；F；（2）見解析?！军c評】本題考查了“測量某金屬電阻率”的實驗，要理解實驗原理，掌握實驗器材的選取依據(jù)；注意金屬管橫截面積的正確求解。10．【分析】解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀。螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀?！窘獯稹拷猓郝菪郎y微器的讀數(shù)為：d＝4.5mm+10.3×0.01mm＝4.602mm；游標卡尺的讀數(shù)為l＝61mm+14×mm＝61.70mm。故答案為：（1）4.602（4.601～6.603均正確）（2）61.70【點評】對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關測量，注意游標卡尺不需要估讀，而螺旋測微器一定要估讀。11．【分析】根據(jù)歐姆定律I＝，同一電阻阻值不變，故U﹣I圖象是經過坐標原點的直線，根據(jù)R＝求解電阻?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)歐姆定律I＝，同一電阻阻值不變，故甲圖象圖象正確；電阻為：R＝＝＝3.6Ω；故答案為：3.8?！军c評】本題關鍵明確定值電阻的U﹣I圖象是一條經過坐標原點的直線，圖象的斜率表示電阻，簡單。12．【分析】（1）根據(jù)電表的誤差分析判斷電流表的接法，估算最大電流，選擇電流表量程；（2）從保護電路，使電路電流最小分析判斷；（3）利用圖像處理數(shù)據(jù)誤差更??；（4）根據(jù)圖像斜率和截距的物理意義計算。【解答】解：（1）由題中條件可知則電流表應采用外接法，電路中最大電流為故電流表應選量程3﹣0.6A，實物圖連線如圖所示（2）合上開關之前，為保護電路，故圖7中滑動變阻器滑片應置于最左端；（3）利用圖像處理數(shù)據(jù)，誤差更小；（4）根據(jù)圖像可知，斜率為由圖像可知6mA電流對應的橫軸坐標為解得L＝6.40m故答案為：（1）見解析；（2）左；（4）2.3?！军c評】本題考查測量金屬絲的電阻率實驗，要求掌握實驗原理、實驗電路和數(shù)據(jù)處理。13．【分析】（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，測量值＝固定刻度上對應示數(shù)（mm）+對齊格數(shù)（估讀一位）×精確度；（2）（3）根據(jù)歐姆定律求Rx，根據(jù)電阻定律解得電阻率，從而分析誤差?！窘獯稹拷猓海?