2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí)收尾二輪專題突破檢測 電學(xué)、光學(xué)實驗（均為2020年高考題及模擬題）

電學(xué)、光學(xué)實驗 (60分鐘100分)1.(10分)(2020·福建高考)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中(實驗裝置如圖):(1)下列說法哪一個是錯誤的 。(填選項前的字母)A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時,應(yīng)放上單縫和雙縫B.測量某條干涉亮紋位置時,應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距x=(2)測量某亮紋位置時,手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為 mm。2.(10分)(2020·資陽二模)在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,有以下器材:A.待測干電池組E(電動勢約為4.5V,內(nèi)阻r約2)B.電壓表(量程3 V、內(nèi)阻很大)C.電流表(量程0.5 A、內(nèi)阻很小)D.滑動變阻器(020)E.電阻箱R0(0999.9,用作定值電阻)F.電鍵、導(dǎo)線若干(1)圖甲中,電阻箱面板顯示其阻值R0=。(2)圖乙為用以上器材連接的不完整的電路,為完成實驗,請在乙圖中補畫出一根導(dǎo)線構(gòu)成完整實驗電路。(3)利用實驗測得的多組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù),繪出了如圖丙所示的U-I關(guān)系圖線,若圖線在U軸的截距為U0,在I軸的截距為I0,則可以求得電池組電動勢E=,內(nèi)阻r=。(用給定的物理量符號表示)。3.(10分)(2020·錦州模擬)實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3k待測)一只,電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01)一只,電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻約1),滑動變阻器一個,變阻箱(可以讀出電阻值,09999)一個,開關(guān)和導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上面所給器材,進行如下實驗操作:(1)該同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認為其中相對比較合理的是(選填“甲”或“乙”)電路。(2)用你選擇的電路進行實驗時,閉合開關(guān)S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和(填上文字和符號)。(3)選擇下面的坐標軸,作出相應(yīng)的直線圖線,其中合理的是。A.U-IB.U-C.-RD.U-R(4)設(shè)直線圖像的斜率為k、截距為b,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式RV=。4.(10分)(2020·漳州二模)某同學(xué)想用如圖甲所示的電路描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線,實驗室提供下列器材:A.電壓表V1(05 V,內(nèi)阻約5 k)B.電壓表V2(015 V,內(nèi)阻30 k)C.電流表A(025 mA,內(nèi)阻約0.2)D.滑動變阻器R1(010,額定電流1.5 A)E.滑動變阻器R2(01000,額定電流0.5 A)F.定值電阻R0G.熱敏電阻RTH.直流電源(電動勢E=6.0V,內(nèi)阻r=1.0)I.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干(1)為了保證實驗的安全,滑動變阻器的滑片在開關(guān)閉合前應(yīng)置于(選填“a端”“中央”或“b端”)。(2)該同學(xué)選擇了適當?shù)钠鞑慕M成描繪伏安特性曲線的電路,得到熱敏電阻電壓和電流的7組數(shù)據(jù)(如表),請你在坐標紙上作出熱敏電阻的伏安特性曲線。電壓U/V0.01.02.02.43.03.64.0電流I/mA0.01.85.88.011.816.020.0(3)由此曲線可知,該熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而(選填“增大”或“減小”)。該同學(xué)選擇的電壓表是(選填“A”或“B”),選擇的滑動變阻器是(選填“D”或“E”)。(4)若將該熱敏電阻RT與一定值電阻R0和電源組成如圖乙所示電路,現(xiàn)測得電路中電流為15mA,則定值電阻的阻值R0=。5.(15分)(2020·北京高考)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5的電阻Rx的阻值。(1)現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻可不計),滑動變阻器(050,額定電流2A),開關(guān)和導(dǎo)線若干以及下列電表A.電流表(03 A,內(nèi)阻約0.025)B.電流表(00.6 A,內(nèi)阻約0.125)C.電壓表(03 V,內(nèi)阻約3 k)D.電壓表(015 V,內(nèi)阻約15 k)為減小測量誤差,在實驗中,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用(選填器材前的字母);實驗電路應(yīng)采用圖中的 (選填“甲”或“乙”)。(2)如圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線。請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線。(3)接通開關(guān),改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻的測量值Rx=(保留兩位有效數(shù)字)。(4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是。(選填選項前的字母)A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是 。6.(15分)使用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端。現(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有:待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。實驗時,將多用電表調(diào)至“×1”擋,調(diào)好零點;電阻箱置于適當數(shù)值。完成下列填空:(1)儀器連線如圖甲所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為(選填“紅”或“黑”)色;(2)若適當調(diào)節(jié)電阻箱后,圖甲中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖乙(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為 ,電流表的讀數(shù)為mA,電阻箱的讀數(shù)為;(3)將圖甲中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為mA;(保留3位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為 V。(保留3位有效數(shù)字)7.(15分)(2020·山東高考)(1)圖甲為一游標卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖,當測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時,應(yīng)該用游標卡尺的(選填“A”“B”或“C”)進行測量;示數(shù)如圖乙所示,該鋼筆帽的內(nèi)徑為mm。(2)霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一,近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展。如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH,這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),UH為霍爾電壓,且滿足UH=k,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過實驗來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電,電流與磁場方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測量UH時,應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與(選填“M”或“N”)端通過導(dǎo)線相連。已知薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測量相應(yīng)的UH值,記錄數(shù)據(jù)如表所示。I/×10-3A3.06.09.012.015.018.0UH/×10-3V1.11.93.44.56.26.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上畫出UH-I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為×10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效數(shù)字)。該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量,取兩個方向測量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計了如圖丁所示的測量電路。S1、S2均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)。為使電流自Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向(選填“a”或“b”),S2擲向(選填“c”或“d”)。為了保證測量安全,該同學(xué)改進了測量電路,將一合適的定值電阻串接在電路中。在保持其他連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串接在相鄰器件和(填器件代號)之間。8.(15分)(2020·南京模擬)某同學(xué)要測量一電阻Rx(阻值約18)的阻值,實驗室提供如下器材:電池組E(電動勢3V,內(nèi)阻約1);電流表(量程00.6A,內(nèi)阻約0.5);電壓表(量程03V,內(nèi)阻約5k);電阻箱R(阻值范圍099.99,額定電流1A);開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)為使測量盡可能準確,應(yīng)采用下面圖甲給出的所示電路進行測量。(2)如表中記錄了電阻箱阻值R及對應(yīng)電流表、電壓表的測量數(shù)據(jù)I、U,請在圖乙坐標紙上作出-圖像,根據(jù)圖像得出電阻Rx的測量值為。次數(shù)12345R/812162024I/A0.440.360.320.290.25U/V2.302.402.572.602.70/-10.190.150.120.110.09/-10.130.080.060.050.04(3)此實驗中電阻Rx的測量值與真實值相比(選填“偏大”或“偏小”)。答案解析1. 【解析】(1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫,A選項不正確。目鏡分劃板中心應(yīng)與亮紋中心對齊,使得移動過程測出的條紋間距較為準確,B選項正確。目鏡移過n條亮紋,則亮條紋間距x=,C選項正確,故選A。(2)主尺讀數(shù)是1.5mm,螺旋讀數(shù)是47.0×0.01 mm,因此示數(shù)為1.970 mm。答案:(1)A(2)1.9702.【解析】(1)電阻箱面板阻值R0=(100×0+10×0+8×1+0.1×0)=8.0(2)乙圖中電壓表未連入電路,可使電壓表的“+”接線柱和電阻箱連接,如圖所示(3)電路I=0時,E=U0,滑動變阻器連入電阻為零時,電流最大,最大I0=,所以r=-R0。答案:(1)8.0(2)見解析(3)U0-R03.【解析】由于電壓表內(nèi)阻約3k,若電壓表與電流表串聯(lián)測量,則電流小于1mA,對于量程3A的電流表,指針幾乎不偏轉(zhuǎn),改變滑動變阻器的電阻時,電路中的電流基本不變,所以不能準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,電路甲不合理;對于電路乙,閉合開關(guān)S,選取電阻箱的不同阻值R,對應(yīng)記錄電壓表的讀數(shù)U,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和電阻箱的阻值R。由閉合電路歐姆定律,E=U+U·(R+r),可變換成=+r+R,由于電壓表內(nèi)阻遠大于電池組內(nèi)阻r,可以略去r項,寫成=+R,選擇-R,作出相應(yīng)的直線圖線。圖線斜率k=,截距b=,所以電壓表內(nèi)阻RV=。答案:(1)乙(2)電阻箱的阻值R(3)C(4)4.【解析】(1)為了保證實驗的安全,在閉合開關(guān)的瞬間,應(yīng)使流過電流表的電流最小,則應(yīng)將滑片置于a端。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點,再用平滑的曲線連接各點,圖像如圖所示。(3)圖像中曲線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而減小;圖像中電壓測量的最大值為4.0V,故電壓表應(yīng)選A;為了便于調(diào)節(jié)滑動變阻器,應(yīng)在安全的情況下選最大阻值較小的D。(4)當電路中電流I=15mA時,由圖像可得U=3.5V,則R0+r=,解得R0=166。答案:(1)a端(2)圖見解析(3)減小AD(4)1665.【解析】(1)由于電源電動勢為4V,15 V的電壓表量程太大,讀數(shù)誤差太大,故電壓表應(yīng)選C;當電壓表滿偏時,電路中的最大電流約為Im=0.6A,電流表應(yīng)選B;又因為=600=40,電流表應(yīng)外接,故電路應(yīng)選甲。(2)根據(jù)電路圖甲進行實物連接,如圖所示。(3)根據(jù)電表讀數(shù)I=0.50A,U=2.60V,則被測電阻為Rx=5.2。(4)甲圖中電流表測量的是流過被測電阻與電壓表的電流之和,故B正確;乙圖中電壓表測量的是被測電阻與電流表的電壓之和,故D正確。(5)由于隨著滑片的移動,Rx兩端的電壓增大,說明電路中電流增大,變阻器接入電路的電阻減小,設(shè)變阻器的最大電阻為R,單位長度電阻絲阻值為k,則Rx兩端的電壓為U=,由此得隨x的增大,U增大,但不是簡單的線性關(guān)系,又當x=0時,U最小,且U=>0,隨x的增大,電壓的變化加快,故A正確。答案:(1)BC甲(2)見解析圖(3)5.2(4)BD(5)A6.【解析】(1)根據(jù)“紅進黑出”的一般原則,對多用電表,電流從紅表筆進入多用電表,從黑表筆流出多用電表,由于設(shè)計電路圖中a表筆接在電流表的正極,故a表筆為多用電表的黑表筆。(2)多用電表讀數(shù)為R=14.0;電流表讀數(shù)為I=53.0mA;電阻箱讀數(shù)為4×1+6×0.1=4.6。(3)多用電表接外電路時,考慮到多用電表表頭的電流刻度是均勻的,其表頭偏轉(zhuǎn)的格數(shù)與表盤總格數(shù)之比為2650,而多用電表接外電路時,外電路電流表示數(shù)為I=53.0mA,設(shè)兩表筆短接時通過多用電表的電流為I0,則=,解得I0=102mA。(4)設(shè)多用電表內(nèi)阻為r,已知外電路電阻為R=14.0,多用電表接外電路時:E=I(r+R),多用電表兩表筆短接時:E=I0r,聯(lián)立解得多用電表內(nèi)電池的電動勢E=1.54V。答案:(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.547.【解析】(1)根據(jù)游標卡尺的特點可知,應(yīng)用游標卡尺的短測量角A測量物體的內(nèi)徑;游標卡尺為20分度,因此,游標卡尺的精確度為0.05mm,該鋼筆帽的內(nèi)徑為d=11mm+0.05mm×6=11.30mm;(2)該題中電流是由正電荷的定向移動形成的,根據(jù)左手定則可知,正電荷由P向Q運動的過程中,在洛倫茲力的作用下向M一側(cè)偏轉(zhuǎn),因此,M一側(cè)積累了正電荷,N側(cè)積累了負電荷,M、N之間存在電勢差,且M一側(cè)為正極,電壓表的正極應(yīng)該與M連接;在坐標紙上描出各坐標點,用一條平滑的直線連接各坐標點,在坐標紙上作出UH-I圖線。根據(jù)圖線可知=k=,將B=0.10T,d=0.40mm代入,解得:k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1為使電流自Q端流入,P端流出,S1應(yīng)擲向b,S2擲向c;為了保證測量安全,串接在電路中的定值電阻應(yīng)該在任何操作下都確保所有儀器安全,定值電阻應(yīng)該接在干路上,且對電源有保護作用,故定值電阻應(yīng)該接在S1與E之間(或接在S2與E之間)。答案:(1)A11.30(2)MUH-I圖線見解析1.5bcS1E(或S2E)8.【解析】(1)由于待測電阻阻值較小,采用電流表外接;由于電流表量程太大,需要給待測電阻并聯(lián)一可讀出電阻值的分流電阻,所以選擇電路圖A。(2)利用描點法作出-圖像,根據(jù)電路圖A,利用歐姆定律和并聯(lián)電路規(guī)律,+=I,解得=+。對照圖像,圖像在縱軸截距的倒數(shù)為待測電阻阻值,即Rx=16.4。(3)因電壓表的分流作用,圖像在縱軸上的截距應(yīng)為+,因此測得的Rx值偏小。答案:(1)A(2)圖像見解析16.4(3)偏小