高中同步测试卷·人教物理选修3－1：高中同步测试卷（五） Word版含解析

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1本册综合精练，共8页。试卷主要包含了那么等内容，欢迎下载使用。

第五单元 电学实验基础


(建议用时：90分钟)


1．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________ mm.图乙的示数为________ mm.





甲 乙


2．如图所示为某次实验中两电表的示数情况，则：





电流表A的示数为________A，电压表V的示数为________V.


3．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，结果由公式Rx＝eq \f(U,I)计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值．





4．若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：


①将选择开关置于________；


②将红、黑表笔短接进行________；


③将待测电阻Rx接在________进行测量．


若按照以上①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω.





5．某同学要描绘一小灯泡(3 V，1.5 W)的伏安特性曲线，他设计了如图甲所示的电路，其中电源电动势为4 V，电压表有两个量程．


(1)请帮助该同学将连线补充完整．


(2)实验中某次电压表示数为2.5 V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的实际功率为________W.





6．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的I－U图线．


现有下列器材供选用：


A．电压表(0～5 V，内阻约10 kΩ)


B．电压表(0～15 V，内阻约20 kΩ)


C．电流表(0～3 A，内阻约1 Ω)


D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)


E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)


F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)


G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干


(1)实验中所用电压表应选用____________，电流表应选用____________，滑动变阻器应选用____________．


(2)实验电路应采用电流表____________(填“内”或“外”)接法．


(3)在虚线框内画出实验电路图，并根据所画电路图进行实物图连接．





7．如图甲所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．





(1)为了通过测量得到如图甲所示I－U关系的完整曲线，在如图乙、丙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：______________________________________________.


(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)


(2)在如图丁所示电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V，电阻R2的阻值为________Ω.


(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：______________________．





8．用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：


a．电流表(量程0.6 A、3 A)；


b．电压表(量程3 V、15 V)；


c．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；


d．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么


(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择__________ V，电流表的量程应选择__________ A；R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．


(2)引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________．


9．某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：


(1)先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值____(填“偏大”或“偏小”)．


(2)再按图甲连接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，并计算得下表所列数据.





(3)在图乙所示的坐标纸上画出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图象．


(4)根据(3)中所画的图象可算出电池的电动势为________V，电池的内阻为________Ω.(结果保留3位有效数字)．


10．实验室购买了一捆标称长度为100 m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．





可供使用的器材有：


电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；


电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；


滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；


滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；


定值电阻：R0＝3 Ω；


电源：电动势6 V，内阻可不计；


开关、导线若干．


回答下列问题：


(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)．


(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．





(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为____V.


(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．


参考答案与解析


1．[导学号66870065] 【解析】螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；图甲中，螺旋测微器读数为(8＋11.6×0.01)mm＝8.116 mm.图乙中，螺旋测微器读数为(1＋27.0×0.01)mm＝1.270 mm.


【答案】8.116 mm(8.115～8.117 mm均可) 1.270 mm(1.268～1.272 mm均可)


2．[导学号66870066] 【解析】电流表选择0～3 A的量程，刻度盘中有三个大格，则每一大格为1 A，每一大格又分为10小格，则每一小格表示0.1 A，故指针所指的示数为1.50 A．电压表选择0～15 V的量程，刻度盘中有三个大格，则每一大格为5 V，每一大格又分为10 小格，则每一小格表示0.5 V，故指针所指的示数为7.5 V.


【答案】1.50 7.5


3．[导学号66870067] 【解析】根据题意知eq \f(Rx,RA)>eq \f(RV,Rx)，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值．图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1>Rx真；图乙的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2

【答案】Rx1 大于 小于


4．[导学号66870068] 【解析】表头指针偏转角度过小，说明选择挡位太小，因此应换用较高的挡位，即选用×100挡；换成×100挡后应重新进行欧姆挡调零；最后将红、黑表笔接触待测电阻Rx两端进行测量．图中所显示的待测电阻阻值为2 200 Ω.


【答案】×100挡 欧姆挡调零 红、黑表笔之间 2 200


5．[导学号66870069] 【解析】描绘小灯泡的伏安特性曲线要求灯泡两端电压从零开始连续可调，所以滑动变阻器应选用分压式接法；灯泡额定电压为3 V，所以电压表应连接3 V量程的接线柱，不能接到右边的15 V量程的接线柱上．补充完整的图见答案．由图乙可得电流表的读数为0.48 A，此时小灯泡的实际功率为P＝UI＝2.5×0.48 W＝1.2 W.


【答案】(1)如图所示 (2)1.2





6．[导学号66870070] 【解析】(1)小灯泡的额定电压为4 V，因此选用量程为5 V的电压表A；小灯泡的额定电流I＝eq \f(P,U)＝eq \f(2,4) A＝0.5 A，因此电流表选用量程为0.6 A的D；因本实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，加在小灯泡两端的电压应该从零开始逐渐增加，所以滑动变阻器应采用分压式，小灯泡的电阻R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(42,2) Ω＝8 Ω，为了较好地调节小灯泡两端的电压，滑动变阻器应选择最大阻值为10 Ω的E.


(2)因小灯泡电阻较小，因此电流表应采用外接法．


(3)根据第(1)、(2)问的分析，实验电路图如答案图甲所示．根据所画电路图进行实物图连接如图乙所示．


【答案】(1)A D E (2)外 (3)如图甲、乙所示





7．[导学号66870071] 【解析】(1)为了得到图中完整曲线，就应在描点时获取较多的实验数据，在给定的电路中只有乙电路电压可以从0调到最大，调节范围大，所以采用乙电路．(2)流过R1的电流I1＝eq \f(U,R1)＝eq \f(9,250) A＝36 mA，则通过热敏电阻的电流I2＝I－I1＝70 mA－36 mA＝34 mA，从I－U图象上读出对应的电压为UR＝5.4 V，故R2＝eq \f(U－UR,I2)＝eq \f(9－5.4,3.4×10－2) Ω≈105.9 Ω.(3)热敏温度计就是利用热敏电阻制成的，电饭煲电路中应用热敏电阻控制温度．


【答案】(1)乙 获取更多的数据 (2)5.4 105.9


(3)热敏温度计或电饭煲


8．[导学号66870072] 【解析】(1)一节干电池的电动势大约为1.5 V，故电压表选量程为3 V的；干电池允许的电流一般不超过0.5 A，故电流表量程选0.6 A的；为调节方便，滑动变阻器选0～10 Ω的．


(2)系统误差主要是由电压表分流引起的．


【答案】(1)3 0.6 0～10 (2)电压表的分流


9．[导学号66870073] 【解析】(1)电压表所测电压为路端电压，大小等于电动势减去内阻两端的电压．


(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋eq \f(U,R)r，变形为eq \f(1,U)＝eq \f(r,E)eq \f(1,R)＋eq \f(1,E)，可知eq \f(1,U)－eq \f(1,R)为直线，描点连线，如答案图．


(4)图线斜率为eq \f(r,E)，纵截距为eq \f(1,E)，可得E＝1.54 V，r＝1.25 Ω.


【答案】(1)偏小 (3)如图





(4)1.54(1.43～1.67) 1.25(1.19～1.31)


10．[导学号66870074] 【解析】(1)根据R＝ρeq \f(l,S)，得铜导线的阻值约为Rx＝1.7 Ω，即Rx＋R0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选R1，则当滑动变阻器滑片移至a端时，电压表的示数约为3 V，若滑动变阻器滑片向右移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选R2.闭合开关S前应使电路中的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a端．


(2)连线如图所示．





(3)电压表的示数为2.30 V.


(4)根据欧姆定律，铜导线与R0的串联电阻


R＝eq \f(U,I)＝eq \f(2.30,0.50) Ω＝4.6 Ω，


所以铜导线的电阻Rx＝R－R0＝1.6 Ω.


根据Rx＝ρeq \f(l,S)得导线长度


l＝eq \f(RxS,ρ)＝eq \f(1.6×1.0×10－6,1.7×10－8) m≈94 m.


【答案】(1)R2 a (2)见解析图 (3)2.30(2.29～2.31均正确) (4)94(93～95均正确)


eq \f(1,U)/(V－1)
0.80
1.07
1.30
1.47
1.80
2.27
eq \f(1,R)/(Ω－1)
0.2
0.5
0.8
1.0
1.5
2.0