专题限时评价13-【名师导航】2025年高考物理二轮总复习教师用书（通用版）

专题限时评价(十三) (建议用时：75分钟) 1．(2024·湖南卷)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图甲所示的装置。电阻测量原理如图乙所示，E为电源，V为电压表，A为电流表。 (1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100 mA，电压表量程为0～3 V，表盘如图丙所示，示数为________V，此时金属丝阻值的测量值R为________Ω(结果保留3位有效数字)。 (2)打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值。 (3)根据测量数据绘制R-p关系图线，如图丁所示。 (4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100 mA，电压表指针应该在图丙指针位置的________(选填“左”或“右”)侧。 (5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 解析：(1)电压表量程为0～3 V，分度值为0.1 V，则电压表读数需估读一位，读数为1.30 V，根据欧姆定律可知，金属丝的测量值R＝＝13.0 Ω。 (4)根据题图丁可知气压越小，电阻越大，再根据U＝IR，可知压强p减小，则电阻R增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图丙中指针位置的右侧。 (5)电流表采用外接法会导致电压表分流，即R测＝，I测＝I真＋，即I测偏大，故R测 < R真。 答案：(1)1.30　13.0　(4)右　(5)小于 2．(2023·全国乙卷)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空。 甲 乙 (1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。 (2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝________。(结果均用R0、U1、U2表示) (3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： U1/mV 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 U2/mV 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 (4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2 Ω。 (5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图乙所示，该读数为d＝　　　mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 (6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝　　　×10－7 Ω·m。(结果保留2位有效数字) 解析：(2)根据题意可知，R0两端的电压为U＝U2－U1，则流过R0的电流，即流过待测金属丝的电流I＝＝，金属丝的电阻r＝，联立可得r＝。 (5)螺旋测微器的读数为d＝15.0×0.01 mm＝0.150 mm。 (6)根据电阻定律r＝ρ，又S＝π·2，代入数据联立解得ρ≈5.0×10－7 Ω·m。 答案：(2)　　(5)0.150　(6)5.0 3．某小组要测量图甲电路中的电流，需要在电路中串联电流表，如图乙所示，由于电流表存在内阻，从而引起电流测量误差。为消除电表内阻的影响，该小组采用图丙所示的电路，由电源E′、滑动变阻器R′和电流表A组成补偿电路，调节滑动变阻器R′，使灵敏电流计G的示数为0，电流表A的示数即图甲电路中的待测电流。 甲 乙 丙 该小组想在图丙中添加一电压表，进一步测量电源E的电动势和内阻。 (1)请你将电压表接入电路中的合适位置。 (2)闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器R和R′，使灵敏电流计G的示数为0，读出电流表和电压表的示数I1和U1。 (3)改变滑动变阻器R和R′的阻值，重新使灵敏电流计G的示数为0，读出电流表和电压表的示数I2和U2。 (4)电源的电动势E＝________，内阻r＝　　　　(用I1、I2、U1和U2表示)。 (5)不考虑偶然误差，电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 解析：(1)测量电源E的电动势和内阻，需用电压表测量题图甲电路中的路端电压，所以电压表与滑动变阻器R并联，如图所示。 (4)由闭合电路欧姆定律得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，联立解得E＝，r＝。 (5)题图丙中，由于灵敏电流计G的示数为0，所以电压表所测电压即为电源E的路端电压；由题意可得，电流表所测电流即为干路电流，所以不考虑偶然误差，电源电动势的测量值等于其真实值，电源内阻的测量值也等于其真实值。 答案：(1)见解析图　(4)　 (5)等于　等于 4．(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。 甲 (1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标； (2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； (3)把滑动变阻器的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端，闭合开关； (4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1 mA，记录电压表的示数U； (5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)； (6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图乙中；氧气含量为20%时电压表的示数如图丙，该示数为________V(结果保留2位小数)。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA，此时电压表的示数为1.50 V，则此瓶气体的氧气含量为　　　%(结果保留整数)。 乙 丙 解析：(1)为了保持流过传感器的电流恒定，电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于毫安表内阻可忽略，所以电流表采用内接法，实物连接图如图所示。 (3)为了保护电路，闭合开关前，需要电阻型氧气传感器两端的电压为0，故滑动变阻器的滑片滑到a端。 (6)由题图丙可知，电压表的分度值为0.1 V，需要估读到分度值下一位，其读数为1.40 V。 当气体的氧气含量为20%时，电压为1.40 V，在题图乙中描出该点，用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示， 可知电压表的示数为1.50 V时，此瓶气体的氧气含量为17%。 答案：(1)见解析图　(3)a　(6)1.40　17 5．(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有电源E(电动势3 V)、电压表V1和V2(量程均有0～3 V和0～15 V，内阻均可视为无穷大)、滑动变阻器R、两个相同的光敏电阻RG1和RG2、开关S、手电筒、导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。 甲 乙 丙 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表间的实物图连线。 (2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。 ①将图甲中R的滑片置于________端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。 ②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V1的示数如图丙所示，读数 U1为________V，V2的示数为1.17 V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(选填“较大”或“较小”)。 ③断开S。 (3)光源跟踪测试。 ①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。 ②闭合S，并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1<U2，图乙中的电动机带动电池板________(选填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至________时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。 解析：(1)电路连线如图所示。 (2)①为了保证电路的安全，实验开始前要将R的滑片置于阻值最大处，即置于b端。 ②电压表U1量程为0～3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为1.60 V；电压表U1比电压表U2的示数大，说明RG1＞RG2，由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。 (3)②电压表的示数U1＜U2，说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大，因此电动机带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。 答案：(1)见解析图　(2)①b　②1.60　较大 (3)②逆时针　U1＝U2 8/8 学科网（北京）股份有限公司 $$