2018年高考物理实验题专练(三)

实验题专练(三)

1.某同学为了将一量程为3 V 的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表

(1)先用如图1a 所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 kΩ时，电压表指针指在如图b 所示位置，则电压表的读数为________ V.由以上数据可得电压表的内阻R V ＝________ kΩ.

图1

(2)将图a 的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c 所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V ”处，此处刻度应标阻值为________(填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1 V ”处对应的电阻刻度为________ kΩ.

(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将________.

A.偏大

B.偏小

C.不变

D.无法确定

答案 (1)1.50 6 (2)∞ 1 (3)C

解析 (1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V ，示数为1.50 V ；电源内阻不计，

由图(a)所示电路图可知，电源电动势：E ＝U ＋IR ＝U ＋U R V

R ，由题意可知： E ＝3＋3R V ×3 000，E ＝1.5＋1.5R V

×12 000，解得：R V ＝6 000 Ω＝6 kΩ，E ＝4.5 V ； (2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3 V 时，电路中的电流为I g ＝36 000 A ＝0.000 5 A ，此时电阻箱的阻值为R ＝ 1.50.000 5 Ω＝3 kΩ，当电压表示数为1 V 时，有1＝ 4.5R ＋R x R V R x ＋R V

R x R V R x ＋R V ，解得R x ＝1 kΩ. (3)根据闭合电路欧姆定律可知电池在刚使用时有

I g ＝E r ＋R V ＋R ＝E (r ＋R )＋R V

，

测量电阻时电压表示数为

U＝

E

(r＋R )＋R V R x

R V＋R x R V R x

R g＋R x

，

欧姆表用一段时间调零时有I g＝

E

r′＋R V＋R′

＝

E

(r′＋R′)＋R V

，

测量电阻时U′＝

E

(r′＋R′)＋R V R x′

R V＋R x′R V R x′

R V＋R x′

，

比较可知r＋R＝r′＋R′，所以若电流相同，则R x′＝R x，即测量结果不变，C正确.

2.某同学在科普读物上看到：“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中，弹力

做的功W＝1

2kx

2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.

图2

A.将一弹簧的下端固定在地面上，在弹簧附近竖直地固定一刻度尺，当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1，如图2甲所示.

B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动，当弹簧测力计的示数为F时，弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2，如图乙所示.则此弹簧的劲度系数k＝________.

C.把实验桌放到弹簧附近，将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上，使滑轮正好在弹簧的正上方，用垫块垫起长木板不带滑轮的一端，如图丙所示.

D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M，用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图丁所示，则d＝________ mm.

E.打开光电门的开关，让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动(未连弹簧)，测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为Δt1和Δt2.改变垫块的位置，重复调节，直到Δt1＝Δt2时保持木板和垫块的位置不变.

F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连，将小车拉到光电门A的上方某处，此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3，已知(x3－x1)小于光电门AB之间的距离，如图丙所示.由静止释放小

车，测得小车通过光电门A 和B 时的遮光时间分别为Δt 1和Δt 2. 在实验误差允许的范围内，若12k (x 3－x 1)2＝________(用实验中测量的符号表示)，就验证了W ＝12

kx 2的结论. 答案 F x 2－x 1

3.5 12M (d Δt 2)2－12M (d Δt 1)2 解析 由胡克定律，F ＝k (x 2－x 1)，解得，此弹簧的劲度系数k ＝F x 2－x 1

. 根据游标卡尺的读数规则，遮光条宽度

d ＝3 mm ＋5×0.1 mm ＝3.5 mm.

由动能定理可得，12k (x 3－x 1)2＝12M v 22－12

M v 21 v 1＝d Δt 1

v 2＝d Δt 2

即若12k (x 3－x 1)2＝12M (d Δt 2)2－12M (d Δt 1)2，就验证了W ＝12

kx 2的结论. 3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8 V,0.3 A ”，除了开关、导线外，还有如下器材：

电压表V: 量程0～5 V ，内阻约5 kΩ

电流表A 1：量程0～500 mA ，内阻约0.5 Ω

电流表A 2：量程0～100 mA ，内阻约4 Ω

滑动变阻器R 1：最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A

滑动变阻器R 2：最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A

直流电源E ：电动势约6 V ，内阻约0.5 Ω

(1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________.(填器材符号)

(2)如图3甲所示，在电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，闭合开关后，发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为________(用图中给出的导线符号表示).

图3

(3)通过实验得出了小灯泡的I －U 图线如图乙，可知在小灯泡上的电压为2.0 V 时，小灯泡的