专题08 实验-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编(江苏专用)
2024-06-18
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内容正文:
专题08 实验
1、(2024·南京市盐城市高考三模)某同学为研究某种金属导线的电阻率,用图电路进行实验,金属导线的长度可以通过导线上的滑动头调节,滑动头有一定的电阻,但阻值未知。
(1)请以笔代线,将未连接的导线在图中补齐___________
(2)实验室准备了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)两种滑动变阻器,用R1、R2分别实验,以电压表的读数U为纵轴,以为横轴(x为图甲中AP长度,L为AB长度),得到图像如图,其中选用R1时对应的图线应为___________(选填“m”或“n”);
(3)在用螺旋测微器测量金属导线的直径如图所示,则该导线的直径为___________mm;
(4)在多次调节滑动头改变金属导线的长度l,并测量出不同长度时的电阻值Rx,作Rx-l图(图戊),根据图像可求出该金属导线的电阻率为___________(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2)m
(3)1.006##1.007##1.008##1.009
(4)(均可)
【解析】
【小问1详解】
根据电路图连接实物图,如图
【小问2详解】
若电源为理想电源,由于滑动变阻器电阻较小,则移动滑动变阻器,并联支路电压变化较小,则根据串联分压原理可知
化简可得
则图像的斜率近似为定值,故选用R1时对应的图线应为m。
【小问3详解】
螺旋测微器的分度值为0.01mm,则该导线的直径为
【小问4详解】
根据电阻定律
由图可知
代入数据解得,该金属导线的电阻率为
2、(2024·苏州市八校联盟高考三模)某些固体材料受到外力作用后,除了产生形变,其电阻率也会发生变化,这种现象称为“压阻效应”。已知某压敏电阻的阻值变化范围约为,某实验小组在室温下用伏安法探究该电阻阻值随压力F变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.压敏电阻,无压力时阻值为400Ω;
B.直流电源,电动势6V,内阻不计;
C.电压表,量程为0~3V,内阻为3kΩ;
D.电流表,量程为0~0.6A,内阻忽略不计;
E.电流表,量程0~100mA,内阻忽略不计;
F.定值电阻;
G.定值电阻;
H.滑动变阻器R,最大电阻值约为50Ω;
I.开关与导线若干。
(1)某同学设计了如图甲所示的实验电路原理图,其中电流表应选择______,定值电阻应选择______。(选填实验器材前序号)。
(2)请在图乙中将实物连线补充完整______。
(3)某次压力测试,在电阻上施加力F,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为和,则压敏电阻阻值______Ω。(计算结果保留3位有效数字)
(4)改变F的大小,测得不同的值,绘成图像如图丙所示。按图甲实验电路进行实验,调节滑动变阻器使电压表保持满偏,在电阻上施加力F,当电流表满偏时,压力F为______N。(计算结果保留3位有效数字)
【答案】(1) ①. E ②. F (2) (3)100 (4)189
【解析】
【小问1详解】
[1]阻值变化范围从60Ω到400Ω,流经电流表的电流大概在几十毫安,故电流表选E
[2]串联定值电阻,相当于扩大电压表量程,扩大到6V即可,电压表内阻为3kΩ,定值电阻选F
【小问2详解】
如图所示
【小问3详解】
根据欧姆定律可得
【小问4详解】
由图丙可得,图线斜率绝对值为
电压表满偏时,有
则
3、(2024·徐州市高考三模)实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时,用图甲所示的装置进行实验,实验中,用槽码的重力代替细线中的拉力。
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______mm。
(2)下列说法中正确的是( )
A. 槽码的质量应远小于滑块的质量
B. 气垫导轨右端应比左端高
C. 先释放滑块再打开气垫导轨的气源
(3)实验小组用如下方法测量滑块的加速度a:将滑块从图甲所示位置由静止释放,测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2,两个光电门间的距离为L,则滑块的加速度大小a=______(用字母t1、t2、L、d表示)。
(4)为了减小偶然误差,该小组同学设计了另一种方案,测得遮光条从光电门1到2的时间为t,两个光电门间的距离为L,保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变,改变光电门1的位置进行多次测量,测得多组L和t的数据,作出了图像如图丙所示,已知纵轴截距为v0,横轴截距为t0,则v0表示遮光条通过光电门_______(选填“1”或“2”)时的速度大小,滑块的加速度大小a=______。
(5)保持槽码质量m不变,改变滑块质量M,探究滑块加速度a与质量M的关系,将槽码重力mg代替细线拉力F,引起的相对误差表示为,请写出随M变化的关系式______。
【答案】(1)5.25 (2)A (3) (4) ①. 2 ②. (5)
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
【小问2详解】
A.实验中,用槽码的重力代替细线中的拉力,所以槽码的质量应远小于滑块的质量,故A正确;
B.由于滑块在气垫导轨上不受摩擦力作用,细线的拉力即为滑块所受的合力,所以不需要气垫导轨应保持水平,故B错误;
C.实验中先打开气垫导轨的气源再释放滑块,故C错误。
故选A。
【小问3详解】
由于滑块做匀加速直线运动,则
【小问4详解】
[1][2]根据题意可得
所以
由此可知,v0表示遮光条通过光电门2的速度,且
所以
小问5详解】
根据牛顿第二定律可得
所以
4、(2024·扬州市高考三模)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,为电阻箱,为半导体薄膜压力传感器,间连接电压传感器(内阻无穷大).
(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是____;
(2)适当调节,使电压传感器示数为0,此时,的阻值为_____(用表示);
(3)依次将的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制关系图线_____;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器示数为,则大小是_____(重力加速度取,保留2位有效数字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,此时非理想毫伏表读数为,则_____(填“>”“=”或“<”).
【答案】 ①. 1000#1000.0 ②. ③. ④. 1.7×10-2 ⑤. >
【解析】
(1)[1]欧姆表读数10×100Ω=1000Ω
(2)[2]当电压传感器读数为零时,CD两点电势相等,即
即
解得
(3)[3]绘出U-m图像如图
(4)[4]由图像可知,当电压传感器的读数为200mV时,所放物体质量为1.75g,则
(5)[5]可将CD以外的电路等效为新的电源,电动势E',内阻r',CD两点电压看做路端电压,因为换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大,此时电压传感器读数
当读数为U'=200mV时,实际CD间断路(接理想电压传感器时)时电压等于E'大于200mV,则此时压力传感器的读数F1>F0。
5、(2024·连云港市高考三模)我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的特性。所用的器材包括:太阳能电池板,电源E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的图像。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图____(填“a”或“b”)。
(2)已知电压表V的量程为,内阻为,若要将该电压表改装成量程为的电压表,该电表需串联一个____的电阻。
(3)太阳能电池板作为电源,在一定光照强度下其路端电压与总电流的关系如图丙所示,把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,该电源的效率是____%。(结果保留三位有效数字)
(4)太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的伏安特性曲线如图乙所示。太阳能电池板没有光照时(没有储存电能)其电阻用符号表示,将同规格的电池板接入电路如丁图所示,已知电源电动势,内阻,可得电池板消耗的功率___(保留三位有效数字)。
【答案】(1)a (2) (3) (4)
【解析】
【小问1详解】
根据特性曲线可知,电流需要从零开始,因此滑动变阻器采用分压式接法,可知,实验电路应选用图甲中的图a。
【小问2详解】
将小量程电压表改装成大量程电压表,需要串联一个分压电阻,则有
代入得
【小问3详解】
由图丙,图像与纵轴交点为电动势,即。若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,作出电阻的伏安特性曲线,如图所示
图像交点为工作点,即电阻两端电压为。该电池板的效率是
【小问4详解】
设两端的电压为,电流为,由闭合电路欧姆定律可得
则有
作出电源的图像,如图所示
可得,电池板消耗的功率约为
6、(2024·苏州市高考三模)某实验小组要测量电池组的电动势E和内阻r,实验器材如图所示,其中电压表内阻约,电流表内阻约
将电路补充完整.
表格中数据是该小组的测量结果,请根据数据在方格纸上描点作图.
1
2
3
4
5
根据图像求得电池组的电动势和内阻分别为__________V,__________
关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有__________.
A.电流表分压,电动势测量值偏大
B.电流表分压,内阻测量值偏大
C.电压表分流,电动势测量值偏小
D.电压表分流,内阻测量值偏小
该小组在实验后发现所用电压表未调零,在未加电压时指针指在零刻度右侧.该小组将电压表调零后重复上述实验,新测得的电动势和内阻与原测量结果E、r相比应有何变化?请阐述理由.
12.【答案】电动势,
【解析】
根据实验目的和所给器材选择合适的电路连接方式;
根据表格数据描点连线即可;
根据图像的斜率和纵截距求解电源内阻和电动势。
根据电路结构分析误差来源和结果;
根据新测量数据绘制图像相对于电压表调零之前向下平移而斜率不变,则电动势测量值变小,内阻不变。
本题考查电源电动势和内阻的测量,基础题目。
【解答】
因为电源是两节干电池,故电压表选择3V量程的。电路如图所示:
根据表格数据描点连线,如图
根据图像的纵截距得出,电源电动势为,斜率的绝对值为
根据电路结构得出,因为电压表的分流作用,使得通过电源的电流大于电流表读数,故测量得出的电源电动势偏小,内阻偏小;
故选CD。
根据新测量数据绘制图像相对于电压表调零之前向下平移而斜率不变,则电动势测量值变小,内阻不变。
故填:电动势,
7、(2024·南京市临江高级中学高考三模)疫情期间,电子体温计已逐渐成为居家必备的物品之一、某物理兴趣小组先探究了某种热敏电阻的伏安特性,然后制作了一个简易电子体温计。
(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图1所示,由图可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”);
(2)某同学用一个内部电源电动势为3.0V、中值电阻为的欧姆表(已调零)接在上述热敏电阻(伏安特性曲线如图1所示)两端,电路图如图2所示,则欧姆表的读数为______(结果保留1位有效数字);
(3)该兴趣小组设计的简易电子体温计电路如图3所示,准备了如下器材:
A.干电池组(电动势,内阻)
B.表头G(满偏电流6.0mA,内阻)
C.电阻箱(最大阻值)
D.电阻箱(最大阻值)
E.热敏电阻(其阻值随温度变化的规律如图5)
F.开关及导线若干
①首先将表头G量程扩大为60mA,则应将电阻箱的阻值调为______;
②如图4所示,在表头上2mA处标注10℃,则应将电阻箱的阻值调为______;
③完成步骤②后,某次在测试体温时,表头指针如图4所示。已知当热敏电阻的温度高于38.5℃时属于温度异常,体温计会闪烁,则该次测试时温度计______闪烁(选填“会”或“不会”)。
【答案】(1)减小 (2) (3)4.0 45.2 会
【解析】(1)图像上各点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻,由图1可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
作出图线如图所示
图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.0V、电流为10mA,故其电阻为
(3)[1]将表头G量程扩大为60mA,则有
[2]表头G显示电流为2mA,电路实际电流为
由图5可知,当温度为10℃时,该热敏电阻
改装后电流表等效电阻为
根据闭合电路欧姆定律可得 解得
[3]由图4可知,当电流表示数为4mA时,电路总电流是40mA,带入
可求得热敏电阻阻值为,由图5可知,温度高于38.5℃,体温计会闪烁。
8、(2024·南通市高考三模)小明想将满偏电流为、内阻未知的电流表改装成简易多用表,并用改装的多用表探索黑箱内的电路结构.
利用如图1所示的电路测量电流表G的内阻:先断开、闭合,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针半偏,读出此时电阻箱的阻值为,则电流表 G内阻的测量值为__________
将电流表G改装成如图2所示的多用表.当选择开关接__________选填“1”或“2”时,多用表为大量程的电流表.
一般仪表的正、负极通常用红、黑色区分,图2中多用表的表笔B为__________选填“红”或“黑”表笔.
在图3中,A、B、C为黑箱即看不见内部电路结构的一个盒子上的三个接点,两个接点间最多只能接一个电学元件.已知盒内没有电源,为探明内部结构,小明用改装表的欧姆挡进行了测量,结果如下:
①、B间正、反向电阻完全相同
②黑表笔接A点、红表笔接C点,有电阻;反接后阻值很大
③黑表笔接B点、红表笔接C点,有电阻,但阻值比第②步测得的阻值大;反接后阻值很大
请根据以上测量结果,在图3上画出黑箱内部元件的电路图.
长期使用后,电表内的电池电动势有所下降,小明认为:只要欧姆挡仍能调零,电阻的测量值就是准确的.你是否同意他的观点,并简要说明理由.
【答案】红
不同意,因为电池电动势下降后,指针满偏时回路总电阻减小,电表中值电阻减小,而面板刻度没有调整,电阻的测量值偏大
【解析】可以认为总电流不变,则闭合开关后,通过 R的电流为
由欧姆定律可得,电流表内阻的测量值为
;
当选择开关接1时,电流表量程为I1,当选择开关接2时,电流表量程为I2,则I12,所以当选择开关接1时,多用表为大量程的电流表。
根据“红进黑出”可知多用表的表笔B为红表笔;
使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正极相连的,可知:在测量AB之间的电阻时,对两个接线柱进行正反测量,其阻值相同,说明AB之间接有一个定值电阻;黑表笔接A点、红表笔接C点,有电阻;反接后阻值很大,说明AC之间有二极管,而且A应该接二极管的正极;黑表笔接B点、红表笔接C点,有电阻,但阻值比第②步测得的阻值大;反接后阻值很大,说明了BAC之间串联了二极管、电阻两个元件,反接阻值很大,则BC间断路,故黑箱内元件的连接如图所示;
当电源电动势E变小、内阻变大时,欧姆表需重新调零,由于满偏电流不变,欧姆调零时欧姆表内阻,变小,用欧姆表测电阻时
电池电动势下降后,指针满偏时回路总电阻减小,电表中值电阻减小,而面板刻度没有调整,电阻的测量值偏大
【分析】
根据半偏法测电流表内阻原理进行分析,可以认为总电流不变,结合欧姆定律求解;
根据并联电路特点表示出两个电流表量程,进行比较;
根据“红进黑出”分析;
用多用电表探索黑箱内的电学元件实际上就是考察多用电表的各个档位的特点以及一些元件的特性如:定值电阻、二极管、电容器等,同时注意黑箱内部的元件串并联情况;
根据欧姆表测电阻原理进行分析。
本题考查半偏法测电流表内阻、多用电表电流挡位量程判断、用多用电表探测黑箱内的电学元件等内容,难度较大。
9、(2024·镇江市高考三模)如图甲所示是验证机械能守恒定律的装置.气垫导轨上A处安装有一光电门,B处放置一滑块,滑块中央位置上固定一遮光条,气垫导轨的右端用若干块厚度相同的小木板垫起,重力加速度为
用螺旋测微器测得遮光条的宽度如图乙,则遮光条的宽度d为__________
某次实验,滑块由静止释放,遮光条经过光电门,光电门测得时间t,滑块的速度为__________用题中所给物理量的符号表示
实验中,控制滑块静止释放位置到光电门距离不变.测量气垫导轨的总长度、每块小木板的厚度D和距离,记录所垫小木板的个数n及光电门对应测量的时间t,设滑块质量为m,此过程中滑块的重力势能减少量为__________.
根据实验中的数据得到图像,由图像判断滑块下滑过程中机械能守恒的依据是__________.
某小组在实验中发现,滑块通过光电门时的动能总是大于其重力势能的减少量,则该小组实验中出现的问题可能是__________.
A.滑块向下运动过程中有阻力
B.遮光片的宽度测量值偏小
C.释放时滑块有向上的初速度
D.小木板垫高的位置过于偏左
【答案】;
;
;
图像为过原点的直线,其斜率为;
。
【解析】【分析】
根据螺旋测微器的读数规则读数,需要估读;根据瞬时速度等于很短时间内的平均速度求解通过光电门的速度;根据机械能守恒定律得出对应的关系式分析图像特点;根据实验原理分析判断。
本题考查了验证机械能守恒定律的实验,理解实验原理、明确注意事项、掌握处理实验数据的方法。
【解答】
由图乙所示图像可知遮光条的宽度;
滑块的速度;
从静止释放到滑块经过光电门的过程,滑块重力势能的减少量;
根据机械能守恒定律,整理得,则在图像中,若图像为过原点的直线,其斜率为,可以验证机械能守恒;
、滑块向下运动过程中有阻力,则滑块通过光电门时的动能小于其重力势能的减少量,故A不符合题意;
B、遮光片的宽度测量值偏小,速度测量值偏小,则滑块通过光电门时的动能小于其重力势能的减少量,故B不符合题意;
C、释放时滑块有向上的初速度,初动能不为零,末动能偏大,则滑块通过光电门时的动能大于其重力势能的减少量,故C符合题意;
D、小木板垫高的位置过于偏左,滑块下降高度偏大,滑块通过光电门的速度偏大,则滑块通过光电门时的动能大于其重力势能的减少量,故D符合题意。
10、(2024·宜兴中学高考三模)某课外小组想测两节干电池组成的电源的电动势和内阻,同学们用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,电路中用到的器材均完好无损。
如图甲所示,该同学正准备接入最后一根导线图中虚线时的实验电路,下列关于实验操作论述正确的是_________;
A.将电压表直接接在电源两端,实验时读数正常,所以实验中这样接是可以的
B.电键处于闭合状态时,接入虚线导线,此操作违反实验操作规则
C.电阻箱接入电路中时不允许阻值为零,所以应该调到任意一个不为零的阻值
D.只要小心操作,接入虚线导线后,电路是安全的
改正错误后,按照标准实验操作流程操作,该小组同学顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的图线,其中为电压表示数,为电阻箱连入电路的阻值。由图乙可知:电池组的电动势________,内阻______。用、、表示
利用图像分析电表内电阻引起的实验误差。如图丙,图线、分别是根据电压表读数和电流描点作图得到的图像和没有电表内电阻影响的理想情况下该电源的路端电压随电流变化的图像,则由测量值得到的图像是___________图线填“或者“”,图丙中线段的含义是______________。
【答案】;
;;
;通过电压表的电流
【解析】由于电压表与电源直接相连,若量程小于电动势时将造成电压表损坏,故A错误;
在连接电路时开关就该是断开的,这是电路的基本操作,若电阻箱接入电路的电阻为零,则直接导致短路,否则烧毁电源,所以电阻箱接入电路中时不允许阻值为零,应该调到阻值最大,故B正确,CD错误;
根据闭合电路欧姆定律则有
将其变形后整理可得
结合图乙可得,
电池组的电动势为
内阻为
当不考虑电压表内阻时,根据闭合电路欧姆定律则有
考虑电压表内阻时有
显然 图是未考虑电压表内阻的图象,从以上表达式可知 段表示通过电压表的电流
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专题08 实验
1、(2024·南京市盐城市高考三模)某同学为研究某种金属导线的电阻率,用图电路进行实验,金属导线的长度可以通过导线上的滑动头调节,滑动头有一定的电阻,但阻值未知。
(1)请以笔代线,将未连接的导线在图中补齐___________
(2)实验室准备了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)两种滑动变阻器,用R1、R2分别实验,以电压表的读数U为纵轴,以为横轴(x为图甲中AP长度,L为AB长度),得到图像如图,其中选用R1时对应的图线应为___________(选填“m”或“n”);
(3)在用螺旋测微器测量金属导线的直径如图所示,则该导线的直径为___________mm;
(4)在多次调节滑动头改变金属导线的长度l,并测量出不同长度时的电阻值Rx,作Rx-l图(图戊),根据图像可求出该金属导线的电阻率为___________(计算结果保留两位有效数字)。
2、(2024·苏州市八校联盟高考三模)某些固体材料受到外力作用后,除了产生形变,其电阻率也会发生变化,这种现象称为“压阻效应”。已知某压敏电阻的阻值变化范围约为,某实验小组在室温下用伏安法探究该电阻阻值随压力F变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.压敏电阻,无压力时阻值为400Ω;
B.直流电源,电动势6V,内阻不计;
C.电压表,量程为0~3V,内阻为3kΩ;
D.电流表,量程为0~0.6A,内阻忽略不计;
E.电流表,量程0~100mA,内阻忽略不计;
F.定值电阻;
G.定值电阻;
H.滑动变阻器R,最大电阻值约为50Ω;
I.开关与导线若干。
(1)某同学设计了如图甲所示的实验电路原理图,其中电流表应选择______,定值电阻应选择______。(选填实验器材前序号)。
(2)请在图乙中将实物连线补充完整______。
(3)某次压力测试,在电阻上施加力F,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为和,则压敏电阻阻值______Ω。(计算结果保留3位有效数字)
(4)改变F的大小,测得不同的值,绘成图像如图丙所示。按图甲实验电路进行实验,调节滑动变阻器使电压表保持满偏,在电阻上施加力F,当电流表满偏时,压力F为______N。(计算结果保留3位有效数字)
3、(2024·徐州市高考三模)实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时,用图甲所示的装置进行实验,实验中,用槽码的重力代替细线中的拉力。
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______mm。
(2)下列说法中正确的是( )
A. 槽码的质量应远小于滑块的质量
B. 气垫导轨右端应比左端高
C. 先释放滑块再打开气垫导轨的气源
(3)实验小组用如下方法测量滑块的加速度a:将滑块从图甲所示位置由静止释放,测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2,两个光电门间的距离为L,则滑块的加速度大小a=______(用字母t1、t2、L、d表示)。
(4)为了减小偶然误差,该小组同学设计了另一种方案,测得遮光条从光电门1到2的时间为t,两个光电门间的距离为L,保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变,改变光电门1的位置进行多次测量,测得多组L和t的数据,作出了图像如图丙所示,已知纵轴截距为v0,横轴截距为t0,则v0表示遮光条通过光电门_______(选填“1”或“2”)时的速度大小,滑块的加速度大小a=______。
(5)保持槽码质量m不变,改变滑块质量M,探究滑块加速度a与质量M的关系,将槽码重力mg代替细线拉力F,引起的相对误差表示为,请写出随M变化的关系式______。
4、(2024·扬州市高考三模)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,为电阻箱,为半导体薄膜压力传感器,间连接电压传感器(内阻无穷大).
(1)先用欧姆表“”挡粗测的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是____;
(2)适当调节,使电压传感器示数为0,此时,的阻值为_____(用表示);
(3)依次将的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制关系图线_____;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,电压传感器示数为,则大小是_____(重力加速度取,保留2位有效数字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力,此时非理想毫伏表读数为,则_____(填“>”“=”或“<”).
5、(2024·连云港市高考三模)我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的特性。所用的器材包括:太阳能电池板,电源E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的图像。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图____(填“a”或“b”)。
(2)已知电压表V的量程为,内阻为,若要将该电压表改装成量程为的电压表,该电表需串联一个____的电阻。
(3)太阳能电池板作为电源,在一定光照强度下其路端电压与总电流的关系如图丙所示,把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,该电源的效率是____%。(结果保留三位有效数字)
(4)太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的伏安特性曲线如图乙所示。太阳能电池板没有光照时(没有储存电能)其电阻用符号表示,将同规格的电池板接入电路如丁图所示,已知电源电动势,内阻,可得电池板消耗的功率___(保留三位有效数字)。
6、(2024·苏州市高考三模)某实验小组要测量电池组的电动势E和内阻r,实验器材如图所示,其中电压表内阻约,电流表内阻约
将电路补充完整.
表格中数据是该小组的测量结果,请根据数据在方格纸上描点作图.
1
2
3
4
5
根据图像求得电池组的电动势和内阻分别为__________V,__________
关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有__________.
A.电流表分压,电动势测量值偏大
B.电流表分压,内阻测量值偏大
C.电压表分流,电动势测量值偏小
D.电压表分流,内阻测量值偏小
该小组在实验后发现所用电压表未调零,在未加电压时指针指在零刻度右侧.该小组将电压表调零后重复上述实验,新测得的电动势和内阻与原测量结果E、r相比应有何变化?请阐述理由.
7、(2024·南京市临江高级中学高考三模)疫情期间,电子体温计已逐渐成为居家必备的物品之一、某物理兴趣小组先探究了某种热敏电阻的伏安特性,然后制作了一个简易电子体温计。
(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图1所示,由图可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”);
(2)某同学用一个内部电源电动势为3.0V、中值电阻为的欧姆表(已调零)接在上述热敏电阻(伏安特性曲线如图1所示)两端,电路图如图2所示,则欧姆表的读数为______(结果保留1位有效数字);
(3)该兴趣小组设计的简易电子体温计电路如图3所示,准备了如下器材:
A.干电池组(电动势,内阻)
B.表头G(满偏电流6.0mA,内阻)
C.电阻箱(最大阻值)
D.电阻箱(最大阻值)
E.热敏电阻(其阻值随温度变化的规律如图5)
F.开关及导线若干
①首先将表头G量程扩大为60mA,则应将电阻箱的阻值调为______;
②如图4所示,在表头上2mA处标注10℃,则应将电阻箱的阻值调为______;
③完成步骤②后,某次在测试体温时,表头指针如图4所示。已知当热敏电阻的温度高于38.5℃时属于温度异常,体温计会闪烁,则该次测试时温度计______闪烁(选填“会”或“不会”)。
8、(2024·南通市高考三模)小明想将满偏电流为、内阻未知的电流表改装成简易多用表,并用改装的多用表探索黑箱内的电路结构.
利用如图1所示的电路测量电流表G的内阻:先断开、闭合,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针半偏,读出此时电阻箱的阻值为,则电流表 G内阻的测量值为__________
将电流表G改装成如图2所示的多用表.当选择开关接__________选填“1”或“2”时,多用表为大量程的电流表.
一般仪表的正、负极通常用红、黑色区分,图2中多用表的表笔B为__________选填“红”或“黑”表笔.
在图3中,A、B、C为黑箱即看不见内部电路结构的一个盒子上的三个接点,两个接点间最多只能接一个电学元件.已知盒内没有电源,为探明内部结构,小明用改装表的欧姆挡进行了测量,结果如下:
①、B间正、反向电阻完全相同
②黑表笔接A点、红表笔接C点,有电阻;反接后阻值很大
③黑表笔接B点、红表笔接C点,有电阻,但阻值比第②步测得的阻值大;反接后阻值很大
请根据以上测量结果,在图3上画出黑箱内部元件的电路图.
长期使用后,电表内的电池电动势有所下降,小明认为:只要欧姆挡仍能调零,电阻的测量值就是准确的.你是否同意他的观点,并简要说明理由.
9、(2024·镇江市高考三模)如图甲所示是验证机械能守恒定律的装置.气垫导轨上A处安装有一光电门,B处放置一滑块,滑块中央位置上固定一遮光条,气垫导轨的右端用若干块厚度相同的小木板垫起,重力加速度为
用螺旋测微器测得遮光条的宽度如图乙,则遮光条的宽度d为__________
某次实验,滑块由静止释放,遮光条经过光电门,光电门测得时间t,滑块的速度为__________用题中所给物理量的符号表示
实验中,控制滑块静止释放位置到光电门距离不变.测量气垫导轨的总长度、每块小木板的厚度D和距离,记录所垫小木板的个数n及光电门对应测量的时间t,设滑块质量为m,此过程中滑块的重力势能减少量为__________.
根据实验中的数据得到图像,由图像判断滑块下滑过程中机械能守恒的依据是__________.
某小组在实验中发现,滑块通过光电门时的动能总是大于其重力势能的减少量,则该小组实验中出现的问题可能是__________.
A.滑块向下运动过程中有阻力
B.遮光片的宽度测量值偏小
C.释放时滑块有向上的初速度
D.小木板垫高的位置过于偏左
10、(2024·宜兴中学高考三模)某课外小组想测两节干电池组成的电源的电动势和内阻,同学们用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,电路中用到的器材均完好无损。
如图甲所示,该同学正准备接入最后一根导线图中虚线时的实验电路,下列关于实验操作论述正确的是_________;
A.将电压表直接接在电源两端,实验时读数正常,所以实验中这样接是可以的
B.电键处于闭合状态时,接入虚线导线,此操作违反实验操作规则
C.电阻箱接入电路中时不允许阻值为零,所以应该调到任意一个不为零的阻值
D.只要小心操作,接入虚线导线后,电路是安全的
改正错误后,按照标准实验操作流程操作,该小组同学顺利完成实验,并根据测得的数据画出图乙所示的图线,其中为电压表示数,为电阻箱连入电路的阻值。由图乙可知:电池组的电动势________,内阻______。用、、表示
利用图像分析电表内电阻引起的实验误差。如图丙,图线、分别是根据电压表读数和电流描点作图得到的图像和没有电表内电阻影响的理想情况下该电源的路端电压随电流变化的图像,则由测量值得到的图像是___________图线填“或者“”,图丙中线段的含义是______________。
试卷第4页,共5页
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