适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练48

课时规范练48

1.(2023浙江台州模拟)某同学想测量盐水的电阻率,他将一根橡胶管灌满盐水,两端用与胶管内径大小相同的铜棒塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。

(1)该同学给两铜棒连接导线,用欧姆表的“×1”挡粗略测量盐水柱的电阻,操作步骤正确规范,结果如图甲所示,则盐水柱的电阻为　　　　 Ω。 

甲

(2)为了更精确地测量盐水柱的电阻,并使盐水柱的电压能够从零开始调节,该同学设计了如图乙所示的电路(未完成的实物连线图),器材如下:

乙

A.直流电源(3 V,内阻不计)

B.电流表(量程0~0.6 A,内阻约1.0 Ω)

C.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)

D.滑动变阻器(10 Ω,1.0 A)

E.刻度尺、开关、导线若干

图乙中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应该连接　　　　(选填“a”或“b”)。导线②应连接　　　(选填“c”或“d”)。实验时,闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的　　　(选填“左”或“右”)端。 

(3)该同学测得盐水柱的电阻为25.0 Ω,又测得其长度为0.3 m,体积为0.015 m3,则该盐水的电阻率为　　　　 Ω·m(保留2位有效数字)。 

答案 (1)24　(2)a　d　左　(3)4.2

解析 (1)用欧姆表的“×1”挡测量盐水柱的电阻,由题图甲可知,欧姆表的读数为24Ω。

(2)因Rx<,所以电流表应外接,因此导线①应该连接a;因实验电路需要电压能够从零开始调节,因此滑动变阻器应用分压式连接,所以导线②应连接d;实验时,闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的左端,使仪器能够安全使用。

(3)由电阻定律可得该盐水的电阻率为ρ=,又S=,代入数据解得ρ=Ω·m=4.2Ω·m。

2.(2023山东临沂高三开学考试)某同学在物理课后自行尝试实验,他首先将电池、开关、灯泡用导线连接成一个简单电路,之后利用如图甲所示的器材设计元件连入电路,使其能改变灯泡的亮度。器材有:①大晾衣夹;②小晾衣夹;③镍铬合金丝(直径为2 mm,长度为1.5 m);④钥匙;⑤筷子;⑥两端各固定一枚小钉子的纸筒(直径约为4 cm,长度约为25 cm)。另外备有绝缘漆、小刀。

甲

实验步骤如下:

Ⅰ.先将合金丝涂上绝缘漆,再把合金丝的一端固定在一枚钉子上,然后将合金丝绕在纸筒上,最后将合金丝的另一端固定在纸筒另一端的钉子上,如图乙所示。用大晾衣夹将纸筒固定在桌面上。

乙

Ⅱ.将钥匙穿在筷子上,钥匙的一端与合金丝接触(接触处绝缘漆已刮掉),利用小晾衣夹将筷子固定在纸筒上边。

Ⅲ.将上述元件串联接入电路,导线固定在筷子的一个端点和一枚钉子上,当钥匙沿筷子移动时,合金丝接入电路的阻值发生变化,实现变阻的功能,则灯泡的亮度发生变化。

回答下列问题:

(1)实验中必须为金属材质的是　　　　。 

A.大晾衣夹　　　B.小晾衣夹

C.钥匙 D.筷子

(2)若实验过程中将一根导线与筷子右端连接,另一根导线与纸筒上左端的钉子连接,则向　　　　(选填“左”或“右”)移动钥匙,灯泡将变亮。 

(3)若在移动钥匙的过程中发现灯泡时亮时灭,则为了实现灯泡亮度变化连续且持续发光,绕合金丝时应　　　　。 

(4)绕线调整后,移动钥匙,灯泡亮度变化连续且持续发光,若换用更细的镍铬合金丝(直径为1 mm,长度为1.5 m),用同样的方法绕在纸筒上,则移动钥匙时,灯泡的亮度　　　　　　　(选填“变化明显”或“变化不明显”)。 

答案 (1)CD　(2)左　(3)紧密绕制　(4)变化明显

解析 (1)根据实验步骤可知,设计的元件相当于滑动变阻器,其中大晾衣夹、小晾衣夹仅起到支撑作用,钥匙、筷子分别相当于滑动变阻器的滑片和金属杆,所以必须为金属材质的是钥匙和筷子,故选C、D。

(2)当将一根导线与筷子右端连接,另一根导线与纸筒上左端的钉子连接时,左端钉子与钥匙之间的合金丝被接入电路,向左移动钥匙,接入电路的阻值减小,则灯泡变亮。

(3)移动钥匙时灯泡时亮时灭是因为合金丝绕制的间距太大,因此需要紧密绕制。

(4)若换用更细的镍铬合金丝,则根据R=可知合金丝的总阻值增大,故移动钥匙时,合金丝接入电路的阻值变化明显,则灯泡的亮度变化更明显。

3.(2020全国Ⅲ卷)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。

(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。

(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为　　　　 kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图甲所示。 

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图甲求得,此时室温为　　　　　　℃(保留3位有效数字)。 

(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图乙所示。图中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ℃,则图中　　　　(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为　　　　 kΩ(保留2位有效数字)。

答案 (1)如图所示。

(2)1.8　(3)25.5　(4)R1　1.2

解析 (1)滑动变阻器的阻值远小于热敏电阻的阻值,滑动变阻器使用分压接法;电压表为理想电表,所以电流表使用外接法。

(2)根据欧姆定律,热敏电阻的阻值为R==1.8kΩ。

(3)由题图甲可得,2.2kΩ对应的温度为25.5℃。

(4)输出电压即R2两端电压达到或超过6.0V时报警器报警,即R2两端电压应随温度升高而变大,因为该热敏电阻R随温度升高而变小,由串联电路分压规律知R1为热敏电阻;由题图甲可得,50℃对应的热敏电阻阻值为0.8kΩ,另一固定电阻R2两端的电压为6V时,R1两端的电压为4V,则R2=R1=1.2kΩ。