2022屆高考物理知能優(yōu)化演練復(fù)習(xí)模擬試題29

1．“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是()A．用米尺測(cè)量金屬絲的全長，且測(cè)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(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出平均值D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變解析：選AC.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)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(duì)它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法．故A、C操作錯(cuò)誤．2．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是()A．導(dǎo)線直徑d的測(cè)量B．電壓U的測(cè)量C．電流I的測(cè)量D．導(dǎo)線長度l的測(cè)量解析：選A.四個(gè)選項(xiàng)中涉及的四個(gè)量對(duì)測(cè)量結(jié)果均有影響，但影響最大的是金屬絲直徑的測(cè)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(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用電壓表測(cè)得金屬絲兩端的電壓U，用電流表測(cè)得通過金屬絲的電流I，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d，測(cè)得數(shù)據(jù)如圖7－3－12所示，請(qǐng)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(dòng)中，一同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)并完成了“探究導(dǎo)體阻值與長度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．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(dòng)勢(shì)V內(nèi)阻約為Ω電源E2電動(dòng)勢(shì)V內(nèi)阻約為Ω滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10Ω)、粗細(xì)均勻的同種電阻絲、開關(guān)、導(dǎo)線和刻度尺其主要實(shí)驗(yàn)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(cè)定電阻絲的阻值RC．用刻度尺測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)盡可能準(zhǔn)確，請(qǐng)你對(duì)上述步驟中畫線處加以改進(jìn)．(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．解析：(1)電源選擇E1，當(dāng)滑片滑到右端時(shí)，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(cè)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(shí)實(shí)驗(yàn)誤差較小．答案：(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(xì)均勻的新型導(dǎo)電材料棒，現(xiàn)測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)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(shí)驗(yàn)電路圖．(3)如果實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測(cè)出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ＝__________(用測(cè)出的物理量的符號(hào)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(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)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(dòng)變阻器(0～20Ω，允許最大電流1A)G．滑動(dòng)變阻器(0～2000Ω，允許最大電流0.3A)H．電鍵、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)從上述器材中選用__________(填寫儀器前字母代號(hào))．(2)測(cè)電阻時(shí)，電流表、電壓表、待測(cè)電阻Rx在組成測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)采用電流表______接法，測(cè)量值比真實(shí)值偏______(選填“大”或“小”)．(3)若用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)得電阻為R，請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ＝__________.解析：(1)在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(cè)得的電流偏大，算出的電阻值偏小，所以測(cè)量值比真實(shí)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(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻RV，其量程為2V，內(nèi)阻約2kΩ.實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器R3，最大阻值100Ω，額定電流1.5A；電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約Ω；開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)有人擬將待測(cè)電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測(cè)量電路中，測(cè)出V1的電壓和電流，再計(jì)算出RV.該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是______________________________________________________________；(2)請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路．要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)電路圖(圖7－3－16中電源與開關(guān)已連好)，并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào)；圖7－3－16(3)由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)式，說明式中各測(cè)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(shí)電流表A的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，讀數(shù)不準(zhǔn)確，故不能將電壓表V1和電流表A串聯(lián)接在電路中進(jìn)行測(cè)量．(2)因?yàn)楸粶y(cè)電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)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(cè)量的電壓范圍盡量大，應(yīng)將電壓表V1的量程擴(kuò)大至與電壓表V2的量程相當(dāng)，需串聯(lián)一個(gè)電阻，此時(shí)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(zhǔn)確測(cè)量出流過電壓表V1的電流．(2)測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn)．他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個(gè)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(cè)的河水．安裝前他用如圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)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(dòng)變阻器，電動(dòng)勢(shì)E＝12V、內(nèi)阻r＝6Ω的電池組、開關(guān)各一個(gè)以及導(dǎo)線若干．圖丁所示坐標(biāo)系中包括坐標(biāo)為(0,0)的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測(cè)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(cè)量玻璃管的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)用圖乙所示的游標(biāo)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(hào))(2)由圖丙可知，玻璃管的內(nèi)徑d＝________mm.(3)待測(cè)河水的電阻率ρ為多大？(寫出推導(dǎo)和計(jì)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(qǐng)將其他部分連接成能測(cè)出圖丁中數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖．(5)開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)先