2020届高三全国名校联考12月月考物理电学实验试题及答案一

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理电学实验试题及答案一 1、（2020·山东省威海市文登区高三上学期期末）LED 绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额 定电压为 3V 的 LED 灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约 500Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。 实验室提供的器材有： A.电流表 A1（量程为 0~5mA，内阻 RA 约为 3Ω） B.电流表 A2（量程为 0~4mA，内阻 RA2=10Ω） C.电压表 V（量程为 0~10V，内阻 Rv=1000Ω） D.定值电阻 R1=590Ω E.定值电阻 R2=990Ω F.滑动变阻器 R（最大阻值为 200） G.蓄电池 E（电动势为 4V，内阻很小） H.开关 S 一只，导线若干 (1)如图甲所示，请选择合适的器材，电表 1 为_________，定值电阻为__________（填写器材前的字母序号）； (2)请将图乙中的实物连线补充完整_______； (3)请写出测量 LED 灯正常工作时的电阻表达式：Rx=____________（电表 1 的读数用 a 表示，电表 2 的读数用 b 表示， 其余电学量用题中所对应的电学符号表示）。 【答案】 (1). C (2). E (3). (4). 2 A2 V ( )b R R a bR + −【解析】 (1)[1]要精确测定额定电压为 3V 的 LED 灯正常工作时的电阻，需测量 LED 灯两端的电压和通过 LED 灯的电流，由于 电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量 LED 两端的电压，可以将电流表 A2 与定值电阻串联改 装为电压表测量电压，改装电压表的内阻 A2 的内阻为 10Ω，则定值电阻应选 E，LED 灯正常工作时的电流约为 电流表的量程较小，电流表不能精确测量电流，由于电压表可测的最大电流为 则可以用电压表测量电流，电表 1 应选 C (2)[3]因为滑动变阻器阻值小于 LED 的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图 (3)[4]根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压 通过灯泡的电流 测量 LED 灯正常工作时的电阻 LED A2 3 Ω 750Ω0.004 UR I = = = 3 A 6mA500 UI R = = = 10 A 10mA1000I = = 2 A2( )U b R R= + V aI bR = − 2 A2 V ( ) x b R RUR aI bR += = −2、（2020·湖南省高三上学期第三次月考）某探究小组要描绘一个标有“4V 1W”的小灯泡的 R—U 曲 线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A.电压表 V（量程 5V，内阻约为 5kΩ） B 直流电源 E（电动势 4.5V，内阻不计） C.电流表 A1（量程 150mA，内阻约为 2Ω） D.电流表 A2（量程 300mA，内阻约为 1Ω） E.滑动变阻器 R1（阻值 0～10Ω） F.滑动变阻器 R2（阻值 0～200Ω） (1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表应选用___________，滑动 变阻器应选用_______（填写仪器符号）。请在虚线框中画出该实验的电路图_____。 (2)根据实验数据，计算并描绘出了 R—U 图象，如下图所示。由图象可知，当所加电压为 3.0V 时，小灯泡实际消耗的 电功率为_______W（计算结果保留位有效数字）。 (3)小灯泡的 P—U 图象及 I—U 图象如下图甲、乙所小.则小灯泡的电功率 P 随电压 U 变化的曲线是____________；小 灯泡的伏安特性曲线是_______。（填“a”“b”“c”或“d”） .【答案】 (1). A2 (2). R1 (3). (4). 0.75 (5). b (6). c 【解析】 (1)[1]待测小灯泡为“4V 1W”，故其颁定电流 =0.25A=250mA 故电流表只能选择 A2 [2]要描绘小灯泡 RL 的 R—U 曲线，电压要从 0 开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作滑动变 阻器应选 R1 [3]灯泡正常发光时的电阻 电压表内阻约为 5kΩ，电流表内阻约为 1Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示 (2)[4]当电压为 3V 时，由题图可知小灯泡的电阻为 12Ω，故此时小灯泡消耗的实际功率 (3)[5]灯泡电功率 ，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的 R－U 图像可知，U 变大，I 变大，而 PI U = 4 160.25 UR I = = Ω = Ω 2 23 W=0.75W12 UP R = = 2UP R =P=IU，因此 P－U 图像的斜率应随电压的增大而增大，故 b 正确； [6]由小灯泡的 R－U 图象可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故 逐渐减小，故 I－U 图像的斜率随电压的増大而减 小，故 c 正确 3、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）在某次实验中，得到游标卡尺、电流表（量程 ）、 电压表（量程 ）的读数如图所示，则上述仪器的读数分别是：_______ 、_______ 、_______ 。 【答案】 (1). 5.50 (2). 116～117 (3). 5.00（4.98～5.02 均可） 【解析】 根据游标卡尺的读数规则可知读数为 d=54mm+0.1×10mm=55.0mm=5.50cm 电流表的量程为 ，分度值为 5mA，故读数为 117mA； 电压表的量程为 ，分度值为 0.1V，故读数为 5.00V。 4、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功 率值为 ，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡常温下不发光的 电阻约为 ，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压 ．他们怀疑所得电压值不准确， 于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡 的 图线，进而分析灯泡的额定电压． A．电压表 （量程 ，内阻约 ） B．电流表 （量程 ，内阻约 ） C．电流表 （量程 ，内阻约 ） D．滑动变阻器 1 R 0 ~150mA 0 ~ 6V cm mA V 0 ~150mA 0 ~ 6V 0.75W 2Ω 2 0.75 1.22U PR V V= = × = U I− V 3V 3kΩ 1A 150mA 2Ω 2A 500mA 0.6Ω ( )1 0 20R ∽ ΩE．滑动变阻器 F．电源 （电动势 ，内阻不计） G．开关 和导线若干 H．待测灯泡 （额定功率 ，额定电压未知） （1）在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图________，指出上述器材中，电流表选择_____（“ ”或 “ ”）：滑动变阻器选择____（填“ ”或“ ”）． （2）在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到 时，发现灯泡亮度很暗，当达到 时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中． 次数 1 2 3 4 5 6 7 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2 20 2.70 80 155 195 227 255 279 310 请你根据实验数据在图中作出灯泡的 图线______． （3）由图象得出该灯泡的额定电压应为__ ；这一结果大于 ，其原因____． . ( )2 0 100R Ω∽ E 0.4V S L 0.75W 1A 2A 1R 2R 1.22V 2.70V /U V /I mA U I− V 1.22V【答案】 (1). (2). A2 (3). R1 (4). (5). 2.5 (2.4-2.6") (6). 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大） 【解析】 （1）由 P=I2R 可得，I= =0.61A，所以应选电流表 A2；由 U-I 图象可知电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式 接法，应选阻值小的变阻器 R1；电压表的内阻远大于小灯泡的电阻，则采用安培表外接电路，电路图如图； （2）根据表中数据采用描点法可得出对应的 U-I 图象； （3）根据 U-I 图象读出 U=2.5V，I=300mA 时，P=UI=0.75W，所以该灯泡额定电压为 U=2.5V，这一结果大于开始时 的计算结果，说明灯泡的电阻随温度的升高而增大（或灯泡的冷态电阻小于正常工作是的电阻）． 【点睛】本题考查测量伏安特性曲线的性质；要求能熟记电流表内接法与外接法的选择方法，以及滑动变阻器分压式 接法的条件即选择原则；并能明确伏安特性曲线的应用． 5、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）在一次课外活动中，物理兴趣小组成员小明从废旧的电视机上撤 下一个定值电阻，电阻上的标称不明显，大概为 200Ω，为了进一步精确测定该电阻的阻值 Rx（阻值约为 200Ω），小明 到实验室寻找到了下列器材： 电压表 V（0～5V，内阻约为 3kΩ）； 电流表 A（0～300mA，内阻 RA=10Ω）； 定值电阻 R1（阻值为 20Ω）； 定值电阻 R2（阻值为 400Ω）； 滑动变阻器 R3（0～5Ω；额定电流 2A）； P R滑动变阻器 R4（0～1000Ω；额定电流 1A）； 电源 E（E=6V，内阻不计）。 (1)小明为了精确测定电阻阻值，设计了如图甲所示电路，定值电阻 R 应该选择________；滑动变阻器应该选择________ （填器材后面的符号）； (2)请你不要改动已连接导线，在实物连接图乙中把还需要连接的导线帮小明补上________； (3)若某次测量中电压表读数为 U，电流表读数为 I，那么小明测得的待测电阻的精确阻值的表达式为 Rx=________（用 题中的字母表达）。 【答案】 (1). R1 (2). R3 (3). (4). 【解析】 (1)[1][2]为了使电流表的读数达到量程的一半以上，根据欧姆定律可得 所以定值电阻只能选 R1，滑动变阻器采用分压接法，为了方便调节，应该选择最大阻值小的 R3。 (2)[3]滑动变阻器应为分压式连接为三根线，如图所示 ( ) ( )A 1 A 1 U IR R I R R U+ − − 5 0.15 Ω=33.3ΩR ≤并(3)[4]待测电阻两端电压为 电流为 所以 . 6、（2020·辽宁省辽河油田二中高三上学期 12月摸底考试）.某次测量中，下面两种尺的读数为：甲图：___________mm, 乙图：___________mm 【答案】 (1). 50.15 (2). 3.206 【解析】 [1]游标卡尺的固定刻度读数为 50mm，游标尺上第 3 个刻度游标读数为：0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为： 50mm+0.15cm=50.15mm； [2]螺旋测微器的固定刻度读数为 3mm，可动刻度读数为 0.01×20.6mm=0.206mm， xR AU U IR= − x A R 1 U IRI I R −= − ( ) ( )x x R A 1A AR A 1 1 x U U IR RU IRR U IRI I R R UI R −−= = =− + −−所以最终读数为： 3mm+0.205mm=3.206mm． 7、（2020·辽宁省辽河油田二中高三上学期 12 月摸底考试）.图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．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 G 的满偏电流为 200 μA，内阻为 500 Ω．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，5 个挡位为：直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直 流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω 挡． （1）图（a）中的 A 端表盘插孔写______（填“正”或“负”）． （2）根据题给条件可得 R1=______Ω，R2=_____Ω,R4=_____Ω． 【答案】 (1). 负 (2). 50 (3). 75 (4). 900 【解析】 (1)[1]多用电表的电流流向为红表笔流入，黑表笔流出，当多用电表作为欧姆表使用时，A 端接内部电源的正极，应为 黑表笔，则 A 端与表头的负接线柱相连接，插黑颜色的表笔。 (2)[2][3][4]由图(a)所示电路图可知，开关 S 接位置 2 时，分流电阻较大，此时电流挡的小量程；根据图(a)所示电路图， 由欧姆定律可知： 解得：R1=30Ω，R2=75Ω，R4=900Ω. 2 1 1 ( )g g I r RR I I += − 1 2 2 g g I rR R I I + = − 4 4 2 gU I rR I −=