2027届高考物理一轮复习-电学实验 专项训练（四）

2027届高考物理一轮复习 电学实验专项训练（四） 1．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)该实验使用的科学方法是__________。（填序号） A．类比法 B．控制变量法 C．假设法 (2)实验中使用静电计的目的是__________。 A．直接测量静电计上电荷量的变化情况 B．直接测量电容器电容的变化情况 C．观察电容器电荷量的变化情况 D．观察电容器电势差的变化情况 (3)影响平行板电容器电容的因素有__________。 A．极板的材料 B．两极板间距离和两极板的正对面积 C．电容器储存的电荷量 2．如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为，是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。（） (1)将开关接1给电容器充电，则充电时电流__________（填“向左”或“向右”）流过电流计；平行板电容器两极板之间电势差__________（填“增大”或“减小”） (2)将表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，图像包围的小方格数量约为41个，则可估算出电容器开始放电时所带的电荷量__________C（保留两位有效数字）； (3)电容器充电后就储存了能量，某同学从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是__________（填正确答案标号） A．图线的斜率越大，电容越大 B．搬运的电量，克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积 C．对同一电容器，电容器储存的能量与两极间电压成正比 D．若电容器电荷量为时储存的能量为，则电容器电荷量为时储存的能量为 3．某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝（阻值约为5Ω）的电阻率，器材如下：电源（电动势为3.0V，内阻不计），电流表（量程0~0.6A，内阻为0.4Ω），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），滑动变阻器（5Ω，1A），毫米刻度尺，开关和导线若干。 (1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，再用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值__________。 (2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确，电压表活动接线端应连接__________（选填“M”或“N”）点。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在最__________（选填“左端”或“右端”）。 (3)实验小组在实验过程中，将电压表的活动接线端分别接在M、N两处，分别改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两组两电表的读数，作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法，请你选择（2）中接法对应的图线是__________（选填“①”或“②”），测得金属丝的电阻__________（结果保留两位有效数字），电阻率的表达式__________（用、、及必要的常数表示）。 4．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水，玻璃管长为L，玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。 (1)你认为不合格的纯净水的电导率是________（填“偏大”或“偏小”）； (2)注水前，如图1所示，用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm；如图2所示，用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。 (3)为了测量所取纯净水的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材： A．电流表（量程0~3mA，电阻约为5Ω） B．电压表（量程0~6V，电阻约为10kΩ） C．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A） D．电源（能提供6V的恒定电压） E.开关一只、导线若干 ①根据图3中的电路图，请将图4电路连接完整____； ②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像，求出该纯净水的电阻R=_______Ω（保留2位有效数字）。 (4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____（用符号π、R、d、L表示），通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。 5．某兴趣小组欲精确测量一电子元件的阻值（约为），实验室提供如下实验器材： A．电源E（电动势为9V，内阻约为）； B．电流表A1（量程为0~15mA，内阻为）； C．电流表（量程为0~100mA，内阻为）； D．定值电阻； E.滑动变阻器（最大阻值为）； F.滑动变阻器（最大阻值为）； G.开关S，导线若干。 (1)小组设计如图所示的电路图，其中滑动变阻器应选用______（填器材前序号） (2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在______（填“M”或“N”）端。当开关S闭合后，改变滑动变阻器滑片P的位置，记录多组电流表的示数、电流表的示数，描点作出了图像，图像为直线，已知图线的斜率为，则该电子元件的阻值______（用R、、k表示）。 6．某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材： A．多用电表（电压挡量程2.5V，内阻未知）； B．毫安表（量程200mA，内阻为）； C．定值电阻； D．定值电阻； E.滑动变阻器； F.电键和导线若干。 根据提供的器材，设计电路如图1所示。 (1)将毫安表与定值电阻改装成电流表如虚线框中所示，改装后的量程为______A； (2)为了精确测量，图中多用电表的右边表笔应接到______（选填“”或“”）处； (3)闭合电键，调节滑动变阻器滑片，多次记录多用电表的示数、毫安表的示数。其中一次测量时多用电表示数如图2所示，其读数为______V。 (4)作图线如图3所示，该干电池电动势______V；内阻______（以上结果均保留三位有效数字）。 7．在“测量金属丝的电阻率”实验中： (1)下列说法正确的是______。 A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值 B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径 C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变 (2)若待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。 A． B． C． D． (3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为______。 (4)某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图2所示，均为已知量。 ①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表，则接入金属丝的长度为______； ②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。 8．某实验小组要测量电压表的内阻，并将其改装为欧姆表。该电压表的量程为3V，内阻为几千欧姆。可用的器材有： 电池组E（电动势4.5V，内阻忽略不计） 电阻箱R1（0~99.99Ω） 电阻箱R2（0~9999Ω） 滑动变阻器R3（0~20Ω） 滑动变阻器R4（0~1000Ω） 待测电阻Rx 开关一个，导线若干，表笔两支 (1)使用图（a）所示的电路测量电压表的内阻。为使测量结果更精确，电阻箱R应选择________，滑动变阻器RP应选择________。（均填器材的符号） (2)实验步骤如下： ①将电阻箱R的阻值调至0，滑动变阻器RP的滑片移至最左端； ②闭合开关S，向右移动滑片，使电压表满偏； ③保持滑片位置不变，调节电阻箱R，当电压表示数为1.80V时，电阻箱的阻值为R0，则电压表内阻RV=________（用R0表示）。 (3)仅考虑系统误差，电压表内阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 (4)若测得电压表内阻为4.5kΩ，使用上述器材按图（b）所示的电路将电压表改装为欧姆表。在电压表两端接上两支表笔，将两表笔断开，闭合开关S，调节电阻箱，使电压表满偏。保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接入待测电阻Rx。若电压表示数为1.00V，则Rx=________kΩ。 9．某实验小组在实验室练习使用多用电表测电阻： (1)多用电表表盘如图甲所示，某同学在完成机械调零后，准备测电阻，他进行如下操作，请帮助他完成以下实验步骤： ①将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 ②将红、黑表笔短接，旋动___________（填“S”或“T”），使指针对准电阻挡的0刻线。 ③将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，如图乙中虚线所示，则应将K旋转到电阻挡“×___________”的位置（选填“1”、“100”）。 (2)该同学在做好正确操作后，表盘指针如图乙实线所示，则该电阻阻值为___________Ω。 (3)图丙是该实验小组绘制的多用电表内部电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250µA，内阻为480Ω，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：欧姆×100Ω挡、直流电压1V挡、直流电压5V挡、直流电流1mA挡和直流电流2.5mA挡。根据上述条件可得：R1+R2=___________Ω，R4=___________Ω。 10．某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中，欲采用伏安法测出金属丝的电阻，已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用： A．电压表，内阻约为； B．电压表，内阻约为； C．电流表，内阻约为； D．电流表，内阻约为； E.滑动变阻器（）； F.滑动变阻器（）； G.两节干电池、开关及导线若干。 (1)用螺旋测微器测其直径________mm，再用游标卡尺测其长度为________cm。 (2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______（请填写器材前字母序号）； (3)请在虚线框中将电路图补充完整_____。 (4)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的图像是一条过原点的直线，已知该图线的斜率为k，金属导体的有效长度为L，直径为D，则该金属导体电阻率的表达式为______（用题目中给定的字母表示）； (5)依据设计的实验原理，实验测得的电阻率______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 11．某小组设计实验“测量金属丝的电阻率”，要求电压从零开始调节，测量尽可能精确，已知金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法对金属丝电阻进行测量时，有如下实验器材可供选择： 直流电源：恒压3V； 电流表A∶量程0 ~ 0.6A，内阻约0.125Ω； 电压表 V∶量程0 ~ 3V，内阻约3kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值20Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω； 开关、导线等。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径D=______  mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，可知金属丝的长度 L = ______ cm。 (2)在所给的器材中，滑动变阻器应选______（填写仪器的字母代号）。 (3)请按实验要求，用笔画线表示导线，在图丙中完成测量金属丝电阻的实验电路连接，要求导线不能交叉。 (4)利用（3）问中的电路进行实验，记下电压表和电流表示数U、I，可得出计算金属丝电阻率的表达式为______（用题目测量的物理量来表示），实验得出的数值与电阻丝电阻率的真实值相比 ______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 12．某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率． (1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径________mm； (2)要测量金属丝的电阻，尽可能减小误差，根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示的电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最________（填“左”或“右”）端，闭合开关S，分别调节R和，记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数，某次电压表的示数如图丙所示，此读数为________V； (3)根据测得的多组、、R值，作出图像，若图像为直线且斜率为k，则可求得金属丝的电阻________； (4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率________（用k、d、L表示）； (5)该实验中，金属丝的电阻的测量有系统误差，主要是由电压表________（“”、“”或“和”）分流引起的． 13．某物理兴趣小组测定一段金属丝的电阻率，提供实验器材如下： A．待测金属丝R（电阻约8Ω） B．电流表A（0~0.6A，内阻约0.6Ω） C．电压表V（0~3V，内阻约3kΩ） D．滑动变阻器R1（0~5Ω，2A） E．电源E（3V） F．开关，导线若干 (1)测量直径d时，其中一次测量如图所示，其读数d=__________mm； (2)为使金属丝两端电压调节范围尽量大，并使测量结果尽量准确，下图四个电路中，应该选用的是__________（填甲、乙、丙、或丁）； (3)实验过程中，调节滑动变阻器，测出6组电压U和电流I的数据，其中某次测量时电压表指针如图所示，此时金属丝两端的电压为__________V，根据数据作出U-I图像如图所示，图线的斜率为k，测得该金属丝的长度为L，该合金丝的电阻率__________（用d、L、k表示）。 14．某实验兴趣小组要测量一金属丝电阻R（约7Ω）的电阻率，实验室提供的实验器材如下： A．螺旋测微器 B．电流表A（量程为0.6A，内阻约0.6Ω） C．电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ） D．滑动变阻器R1（0~5Ω） E．滑动变阻器R2（0~50Ω） F．电源E（6V） G．开关，导线若干 (1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径为_________mm。 (2)某同学采用如图乙所示电路进行实验，实验中滑动变阻器应选择_________（填“R1”或“R2”）。 (3)测得金属丝的直径为d，改变金属夹P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I，作出图像如图丙所示。测得图线斜率为k，则该金属丝的电阻率ρ为_________（用d、k表示）。 (4)关于电阻率的测量，下列说法正确的有（　　） A．开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端 B．实验中，滑动变阻器的滑片位置确定后不可移动 C．待测金属丝长时间通电，会导致电阻率的测量结果偏大 D．该实验方案中电流表A的内阻会导致电阻率的测量结果偏大 15．掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律，同时又具有良好的导电性和电磁屏蔽能力，被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率，选用如下器材进行实验：恒流源（能输出大小不同的稳恒电流）；电流表（内阻可忽略）；多用电表（直流电流挡内阻为）；定值电阻（阻值）；带刻度尺的导电硅橡胶（横截面积为）；开关S和导线若干。 (1)连接电路：将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，请根据图甲完成图乙中的实物图连线（图中已正确连接了部分电路）______； (2)故障检查：闭合开关S，无论如何移动接线夹的位置，多用电表均有示数且始终不变；现断开开关S，用该多用电表进行故障排查： ①从电路中取出多用电表，旋至欧姆挡，再将多用电表两表笔短接，进行______； ②将______（选填“黑”或“红”）表笔置于处，将另一表笔先后置于、、处，发现仅置于处时指针没有偏转，可判断电路中一定存在的故障是______； ③故障排除后，将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，接回电路。 (3)测量过程： ①将接线夹置于最右端，闭合开关S，记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离； ②多次移动接线夹，改变，同时调节恒流源输出的电流大小，使电流表的示数不变，记录和多用电表的示数； ③以为纵坐标，为横坐标，画出图像，图线斜率为，则该导电硅橡胶的电阻率______（用、、、、表示）； ④若电流表的内阻不可忽略，则③中的测量结果______（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 16．某科技小组，利用铜片，锌片和橙子制作了橙汁电池，该电池的内阻约为500Ω。 (1)该科技小组，用多用电表的2.5V电压挡测量了该电池的电动势，如下图所示，该小组读取电池的电动势为______V。 (2)为更精确地测量该电池的电动势和内阻，利用以下仪器，设计实验电路，进行实验。 A、电流表（量程1mA，内阻为500Ω） B、电流表（量程，内阻为1000Ω） C、滑动变阻器R（阻值范围0~2000Ω） D、定值电阻为1000Ω E、定值电阻为9000Ω ①该电路中，定值电阻应选择______（填写序号）； ②该小组以电流表的示数为纵坐标，以电流表的示数为横坐标，描绘了图像，截距如图所示；则该电源的电动势为_______V，内阻为______Ω；（结果均保留三位有效数字） ③在不考虑偶然误差的情况下，该实验电源内阻的测量值______（填“>”、“=”或“<”）真实值。 参考答案 1．1．(1)B (2)D (3)B 2．(1) 向右 增大 (2) (3)BD 3．(1)1.650 (2) 左端 (3) ① 4.8 4．(1)偏大 (2) 6.124（6.123~6.126） 10.225 (3) 2.0×103 (4) 5．(1)E (2) M 6．(1) (2)B (3)1.15 (4) 7．(1)C (2)B (3) (4) 8．(1) R2 R3 (2)1.5R0 (3)大于 (4)0.75 9．(1) T 100 (2)1900 (3) 160 880 10．(1) (2) A C E (3) (4) (5)小于 11．(1) 1.745（1.743~1.747） 5.240 (2)R1 (3) (4) 偏小 12．(1)0.620 (2) 左 1.60 (3)k (4) (5) 13．(1)1.497 (2)丙 (3) 2.50 14．(1)1.200 (2)R1 (3) (4)C 15．(1) (2) 欧姆调零 红 间的导线断路 (3) 无影响 16．(1)0.95 (2) E 0.980 510 = 学科网（北京）股份有限公司 $