2019届高考理科综合物理知识点总复习专题9电学实验.pdf

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1、1 2019 届高考理科综合物理知识点总复习 专题 9 电学实验 1. （2013 高考天津理综物理第9 题） （3）要测绘一个标有“ 3V，0.6W ”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端 的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作. 已选用的器材有： 电池组（电动势为4.5V，内阻约1): 电流表（量程为0250mA 内阻约5 ); 电压表（量程为03V内限约3k): 电键一个、导线若干. 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）. A.滑动变阻器（最大阻值20, 额定电流1A) B.滑动变阻器（最大阻值1750, 额定电流0.3A) 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）. 实脸得到小

2、灯泡的伏安特性曲线如图所示. 如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V， 内阻为 50 的 电源两端，小灯泡消耗的功率是 W. 答案： A B 0.1 解析：实验中所用的滑动变阻器应该便于调节，选择最大阻值小的A. 2 根据题述灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作， 实验电路应为分压电路，电流表外接，实验的电路图应选用图B. 由闭合电路欧姆定律，E=U+Ir ，代入数据变化得：I=0.3-0.2U. 在小灯泡的伏安特性曲线上画出电源的伏安特性曲线I=0.3-0.2U， 如图 . 二线的交点为电路工作点，交点的纵坐标和横坐标的乘积等于 小灯泡消耗的功率是P=UI=1.0 0.1W=0.1

3、W. 2. （2013 高考安徽理综第21 题 II ） （1）在测定一根粗细均匀 合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过 程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为 _mm. （2）为了精确测量合金丝的电阻Rx, 设计出如图所示的实验电路图，按照该电路图完成图2 中的实 物电路连接 . 答案：（1）0.007mm 0.640mm （2）实物电路连接如图. 解 析 : 校 零 时 螺 旋 测 微 器 读 数 ： 0mm+0.01mm0.7=0.007mm;测 量 时 螺 旋 测 微 器 读 数 ： 0.5mm+0.01mm14.7=0.647mm;合金丝的直径的d=0.

4、647mm-0.007mm=0.640mm 3 3(2013 高考北京理综第21 题) 某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻 Rx的阻值 . （1）现有电源（4V，内阻可不计） ，滑动变阻器（050，额定电流2A） ，开关和导线若干，以及下列电 表： A.电流表 (03A，内阻约0.025 ) B.电流表 (00.6A ，内阻约0.125 ) C.电压表 (03V，内阻约3k) D.电压表 (015V，内阻约15k) 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用 _(选填器材前的字母) ；实验电 路应采用图1 中的（选填“甲”或“乙” ） （2）图 2 是测最 Rx的实验器材实物图，

5、图中已连接了部分导线. 请请根据在 (1) 问中所选 的电路图，补充完成图2 中实物间的连线. 4 （3）接通开关，改变滑动变阻器画片P 的位置，并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U. 某次电表示 数如图 3 所示，可得该电阻的测量值RX=U/I= ( 保留两位有效数字). （4）若在（ 1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是 ;若在（ 1）问中选用乙电路残生误差 的主要原因是 .（选填选项前的字母） A. 电流表测量值小于流经RX的电流值 B. 电流表测量值大于流经RX的电流值 C. 电压表测量值小于RX两端的电压值 D. 电压表测量值大于RX两端的电压值 （5）再不损坏电表的前提下，

6、将滑动变阻器滑片P 从一端滑向另一端，随滑片P 移动距离x 的增加，被 测电阻 RX两端的电压U也随之增加，下列反映U-x 关系的示意图中正确的是 . 5 答案：（1）C B 甲 （2）补充完成的实物间的连线如图. （3）5.2 （4）B D （5）C 解析：选择量程03V 的电压表C，量程 00.6A 的电流表B，由于待测电阻Rx的阻值较小，采用电流表外 接的图甲 . 电流表示数I=0.50A ，电压表示数U=2.60V，电阻的测量值RX=U/I=5.2 . 若在（ 1）问中选用 甲电路，产生误差的主要原因是电压表分流，电流表测量值大于流经Rx的电流值 ; 若在（ 1）问中选用乙电 路残生误

7、差的主要原因是电流表分压，电压表测量值大于Rx两端的电压值 . 设滑动变阻器单位长度电阻为 k，由闭合电路欧姆定律，I= kxRRr E x ， U=IRX= kxRRr E x RX. 由此可知，当x 增大时， U 非线性增大，当x 达到最大值时，U等于一个定值，所以反映U-x 关系的示意图中正确的是C. 4 （6 分） （2013 全国高考大纲版理综第22 题）如图所示，E为直流电源， G为灵敏电流计，A、B为两个 圆柱形电极，P是木板，C、D为两个探针， S为开关 . 现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上 的等势线”的实验. （1）木板P上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是

8、_纸； （2）用实线代表导线将实验器材正确连接. 6 答案： （1）导电 （2）如图所示 . 解析： （ 1）木板P上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该 是导电纸纸； （2）将电源开关串联后与A、B接线柱连接 . 用实线代表导 线将实验器材正确连接如图所示. 5 （2013 高考上海物理第27 题） (6 分 ) 为 确定某电子元件的电气特性，做如下测量. (1) 用 多 用 表 测 量 该 元 件 的 电 阻 ， 选 用 “100”倍率的电阻档测量，发现多用表 指针偏转过大， 因此需选择倍率的 电阻档 ( 填：“10”或“ 1k”) ， 并 再进行测量，多用表的示数如图(a) 所示，测量结

9、果为. (2) 将待测元件 ( 额定电压9V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路 如图 (b) 所示 . 添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安 特性 . 本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到 档 ( 填：“直流电压10V”或“直流电压50V”). S E P P B D C S E P A B D C 7 答案：（ 1）10 欧姆调零 70 （2）电路如图 . 解析：（ 1）用多用表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过 大，说明电阻较小， 因此需选择 10 倍率的电阻档， 并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图(a)

10、 所示，测量结果为70. (2) 要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路. 本实验中使用多用表测电压，多用表的选 择开关应调到直流电压10V档. 6. （2013 高考广东理综第34 题）（ 2）图 17（a）是测量电阻 Rx 的 原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A（内阻不计）， 标有长度刻度的均匀电阻丝ab 的总长为30.0cm. 卓越教育李咏华作图 图 17（b） AI / 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 图 17（c） 8 根据原理图连接图17（ b）的实物图 .

11、断开 S2，合上 S1；调节电源输出电压为3.0V 时，单位长度电阻丝的电压u=_V/cm. 记录此时电流 表 A1的示数 . 保持 S1闭合，合上S2；滑动c 点改变 ac 的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤 记录的值相同，记录长度L和 A2的示数I. 测量 6 组L和I值，测量数据已在图17（c）中标出 . 写出 Rx 与L、I、 u 的关系式Rx=_；根据图17（c）用作图法算出Rx=_ . 答案：见下图 0.1 I Lu Rx 6.0 解析： 3V电压分布在长为30cm的电阻丝上，故有单位长度的电压u= 30 3 V/cm=0.1V/cm. 设电阻丝每cm长的电阻

12、为R，当合上S1 断开 S2时，设此时电阻丝电流为I 有： I 30R=30u， 当合上 S1 、S2时，I LR=IRx， 由上两式得：Rx与L、I、 u 的关系式Rx=Lu/I. 在图 17（c）中过尽可能多的点作直线，对照图17（c）可 得 L= u Rx I ，由 L-I图线的斜率k=60.016cm/A= u Rx ，可得 Rx=ku=60.016 0.1 =6.0016 . 7. （2013 高考山东理综第21（2）题） （ 2）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实 验研究上取得了突破性进展. 如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I ，同时外加与薄片垂

13、 卓越教育李咏华作图 图 17（b） 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 图 17（c） 9 直的磁场B，在 M 、 N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足 d IB KU H ，式 中 d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数 . 某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数. 若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量 UH时，应将电压表的“ +”接线柱与_( 填“M ”或“ N”) 端通过导线相连. 已知薄片厚度d=0.40mm

14、，该同学保持磁感应强度B=0.10T 不变，改变电流I 的大小，测量相应的UH值， 记录数据如下表所示. 根据 表中数据在给定区域内（见答题卡）画出UHI图 线，利用图线求出该材料的霍尔系数为 _10 -3 VA -1 T -1 （保留 2 位有效数字） . 该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向 测量的平均值， 可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所 示的测量电路， S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出） . 为使电流从Q端流入， P端流出，应将S1掷向 _（填“ a”或“ b”） , S2掷向 _（填“ c”或“ d”） . 为了

15、保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中. 在保持其它连接不变的 情况下，该定值电阻应串联在相邻器件_和_( 填器件代号 ) 之间 . 答案： M 如图所示 . 1.5 b c S1 E 10 解析：若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，由左手定则，空穴所受洛伦兹力方向指向M ， M侧电势高，用电压表测量UH时，应将电压表的“ +”接线柱与M端通过导线相连. 由 d IB KU H 可知 UH-I 图线的斜率等于KB/d，由 UH-I 图线可求得图线的斜率等于0.38 ，由 KB/d=0.38 可得：霍尔系数K=1.510 -3VA-1 T -1. 为使电流从

16、Q端流入， P端流出，应将S1掷向“ b”, S2掷向“c” . 为了保证测量安全，可以将一合适 的定值电阻与电源串联连接在电路中. 在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件S1和 E之间 . 8.（2013 高考福建理综第19（2）题） (2) （12 分）硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件. 某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探 究其在无光照时的反向伏安特性. 图中电压表的V1量程选用 3V，内阻为6.0k ；电压表V2量程选用15V， 内阻约为30k； R0为保护电阻；直流电源电动势E约为 12V，内阻不计

17、 . 根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路. 用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示教 U1、 U2. ( ) 某次测量时， 电压表 V1示数如图丙， 则 U1= V可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA（保 留两位小数）. （） 该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9 组 U1、U2数据， 算出相应的硅光电池两端反向电压UX和 通过反向电流IX（表中“ - ”表示反向），并在坐标纸上建立IX-UX坐标系，标出了与表中前5 组 UX、IX数据 对应的 5 个坐标点 .请你标出余下的4 个坐标点，并绘出IX-UX图线 . 11 （）由 IX-UX图

18、线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，IX与 UX成 _（填“线性”或“非线性”）关 系. 答案：连线如图. （ i ）1.40 0.23（）绘出IX-UX图线如图所示.（iii）非线性 解析：电压表V1示数 U1=1.4V ，内阻为RV=6.0k ，由欧姆定律可知通过的电流为I=U1/RV=0.23A. 根据表中 数据标出余下的4 个坐标点， 用描点法平滑曲线绘出IX-UX图线如图所示 . 由 IX-UX图线可知， 硅光电池无光 照下加反向电压时，IX与 UX成非线性关系. 9. （2013 高考四川理综第8 题） （1）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因 素有关的实验中，一同学猜想可能

19、与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的 小球 A 和 B，A 球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图 所示 . 实验时，先保持两电荷量不变，使A 球从远处逐渐向B 球靠近，观察到两球 距离越小， B球悬线的偏角越大；再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B 球悬线的偏角越大. 实验表明： 两电荷之间的相互作用力，随其距离的 _而增大， 随其所带电荷量_ 12 而增大 . 此同学在探究中应用的科学方法是_( 选填：“累积法”、 “等效替代法” 、 “控制变量 法” 、 “或演绎法”) 答案： (1) 减小增大控制变量法 . 10. （2013 全国

20、新课标理综II第 23 题） （7 分）某同学用量程为1mA 、内阻为120 的表头按照图（a） 所示电路改装成量程分别为1V和 1A的多用电表 .图中 R1和 R2为定值电阻， S为开关 . 回答下列问题： （1）根据图（ a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线. （2）开关S 闭合时，多用电表用于测量（填“电流” 、 “ 电压”或“电阻”） ； 开关 S 断开 时，多用电表用于测量（填“电流” 、 “ 电压”或“电阻”）. （3）表笔 A应为色（填“红”或“黑” ）. （4）定值电阻的阻值R1= ，R2= .( 结果取 3 位有效数字 ) 答案：（1）连线如图所示（2）电流电压（3）

21、黑（ 4）1.00880 解析 : （1）根据图a 的电路图连线. （2）开关 S闭合时，电阻R1与电流表并联，多用电表用于测量电流. 开关 S断开时，电阻R2与电流表串联，多用电表用于测量电压. （3） 根据电流表、 电压表电流从电表正接线柱进，从电表负接线柱出， 表笔 A出，表笔A应为黑色，表笔B应为红色 . （4）开关 S断开时，由串联电路知识，Ig(R2+Rg)=U，解得 R2=880； 13 开关 S闭合时，由并联电路知识，Ig(R2+Rg)= （I- Ig）R1,解得 R1=1.00 . 11 （2013 高考上海物理第26 题）(3 分 )演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微

22、电流传感器，DIS 等 组成 ) 如图所示 . 首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针(填：“有”或 “无” ) 偏转； 然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针( 填： “有”或“无” ) 偏转； 最后将线圈水平放置，使其从东向西移动， 电流指针( 填： “有”或“无”) 偏转 . 答案：有无无 解析：首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，线圈中磁通量变化，屏幕上的电流指针有偏转. 然后 仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，线圈中磁通量不变化，电流指针无偏转. 最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，线圈中磁通量不变化，电流指

23、针无偏转. 12.(2013 高考江苏物理第10 题) （8 分）为探究小灯泡的电功率P和电压 U的关系，小明测量小灯泡的电 压 U和电流 I ，利用 P=UI 得到电功率 . 实验所使用的小灯泡规格为“3.0V，8W ”，电源为12V的电池，滑 动变阻器的最大阻值为10. （1） 准备使用的实物电路如题10-1 图所示 . 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. （用笔画线代替导线） （2）现有 10、 20和 50的定值电阻， 电路中的电阻R1应选 _ 的定值电阻 . （ 3）测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线， 再拆除其他导线，最后整理好器材. （4）小明处理数据后将P、U 2 描点

24、在坐标纸上，并作出了一条 14 直线，如题10-2 图所示 . 请指出图象中不恰当的地方. 答案： (1)( 见右图 ) (2)10 (3) 电池 (4) 图线不应画为直线; 横坐标的标度不恰当. 解析：探究小灯泡的电功率P 和电压 U 的关系，小灯泡的电压从零开始逐渐增大，应该设计成分压电路. 电路中的电阻R1为保护电阻，应选10的定值电阻 . 测量结束后，应先断开开关，拆除电池两端的导线， 再拆除其他导线，最后整理好器材. 由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，小灯泡的电阻随电压的增大 而增大，P随U 2 变化关系不是直线，应该把横坐标的标度取的大一些，图线为向下弯曲的，图线不应画为 直线 .