2019届高考物理总复习练习题

结合能裂变聚变

核力、结合能、质,亏损

1.核力

⑴定义：

原子核内部，核子间所特有的相互作用力。

(2)特点：

①核力是强相互作用的一种表现；

②核力是短程力，作用范围在1.5x10"m之内；

③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。

2.结合能

核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合

能，亦称核能。

3.比结合能

(1)定义：

原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。

(2)特点：

不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，

原子核越稳定。

4.质能方程、质量亏损

爱因斯坦质能方程E=z?7c2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小4”，这就

是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能AE=△〃m2。

应用质能方程解题的流程图

书写核反||计算质量|利用

应方程亏损计算释放的核能

(1)根据△E=Awc2计算，计算时△机的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，AE的单位是“J”。

(2)根据AE=Awx931.5MeV计算。因1原子质量单位(0)相当于931.5MeV的能量，所

以计算时△〃?的单位是“〃”，AE的单位是“MeV”。

裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程

1.重核裂变

(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的

过程。

(2)典型的裂变反应方程:

留U+/一算Kr+景Ba+3：n。

（3）链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。

（4）临界4本积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。

（5）裂变的应用：原子弹、核反应堆。.

（6）反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。

A.核燃料——用铀棒（含2言U,3%〜4%的浓缩铀）.

B.减速剂——用石墨、重水或普通水（2段U只吸收慢中子）.

C.控制棒——用镉做成（镉吸收中子的能力很强）.

D.冷却剂——用水或液态钠（把反应堆内的热量传递出去）.

2.轻核聚变

（1）定,义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因

此又叫热核反应。

（2）典型的聚变反应方程：

1

汨+汨一如e+t1n+17.6MeV

【例1】（多选）下列说法正确的是。（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得

4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A、核反应方程;2Cf；2N+：e属于p衰变；核反应方程丁uWTh+；He属于a衰

变

B、核反应方程：H+：Hf；He+：〃属于聚变，是氢弹聚变原理

C、核反应方程置U+[n->[°Xe+2Sr+21n属于裂变，是原子弹裂变反应原理

D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和；

E、光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率无关，与入射光的强度有关

【例2】已知氮核质量咻=14.00753u,氧核质量价=17.00454u,氮核质量切出=4.003

87u,质子质量利尸1.00815u,试判断核反应：]H+：Hef1O+|H是吸能反应，还是放

能反应？能量变化多少？

【练习1]一个静止的器U（原子质量为232.0372u）,放出一个a粒子（原子质量为4.00260

u）后，衰变成嗡Th（原子质量为228.0287u）.假设放出的核能完全变成Th核和a粒子的动能，

试计算a粒子的动能.

【练习2】北京奥运会场馆周围80%-90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%

的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生

从氢核到氮核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（：〃）转化成一个氨核（:He）和

两个正电子（）并放出能量.（己知质子质量加产1.0073",a粒子的质量，"a=4.0015u,

电子的质量”=0.0005”.1〃的质量相当于931MeV的能量.）

（1）写出该热核反应方程；

（2）一次这样的热核反应过程中的质量亏损

（3）释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

【例3】已知质子的质量为〃“中子的质量为相2,碳核的质量为，"3,则碳核

（'；O的比弗合能为，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线

与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（：N）起核反应产生碳-14,

请写出核反应方程.

田课后作业

1、某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为

:H+[Cf1N+Qj:H+与N-[C+X+Q2

方程中彷、。2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表:

原子核He2He1N

质量/U1.00783.01604.002612.000013.005715.0001

以下推断正确的是（）

A.X是；He,。2＞。1B.X是;He,。2>。1

C.X是。He,Q2<QID.X是;He,Q2<QI

2、在。衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出,中微子的性质十分特别，因此在

实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利

用中微子与水中；H的核反应，间接地证实了中微子的存在.

（1）中微子与水中的;H发生核反应，产生中子（J）n）和正电子（+；e）,即

中微子+；H-＞；）n++：e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是.（填写选项前的字母）

A.0和0B.0和1C.1和0D.1和1

（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以

＜

转变为两个光子（丫），即+?e+_?e-*2y

己知正电子和电子的质量都为9.1xl（）7ikg,反应中产生的每个光子的能量约为J.

正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是

（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.

3、下列说法正确的是（）

AJ7N+jH-*'ftC+iHe是a哀变方程B」H+；H—^He+y是核聚变反应方程

C超U-2恭Th+：He是核裂变反应方程D.^He+HAl-^P+in是原子核的人工转变方

程

4、原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源.当笊等离子体被加热到适当高温

时，笊核参与的几种聚变反应就可能发生，放出能量.这几种反应的总效果可以表示为

6：H-RHe+d]H+2in+43.15MeV由平衡条件可知（）

A..k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,4=6D.A=2,d=3

5、中子和质子结合成笊核时，质量亏损△〃?，相应的能量AE=Aznc2=2.2MeV是笊核

的结合能•下列说法正确的是()

A.用能量小于2.2MeV的光子照射静止笊核时，笊核不能分解为一个质子和一个中子

B.用能量等于2.2MeV的光子照射静止笊核时，笊核可能分解为一个质子和一个中子，

它们的动能之和为零

C.用能量大于2.2MeV的光子照射静止笊核时，笊核可能分解为一个质子和一个中子，

它们的动能之和为零

D.用能量大于2.2MeV的光子照射静止笊核时，笊核可能分解为一个质子和一个中子,

它们的动能之和不为零

6、历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为0.5MeV的质子:H轰

击静止的［X,生成两个动能均为8.91\^丫的加6.(11^丫=1.6*1013J)

①上述核反应方程为.

②质量亏损为kg.

7、(I)已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光

速c=3.Oxl()8m/s,普朗克常量/i=6.63xl()7j.s假定所发出的可见光的波长都是560

nm,计算灯泡每秒发出的光子数.

(n)杯的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态崎U*和a粒子，而铀核激发态嗡

U*立即衰变为铀核镉U,并放出能量为0.097MeV的丫光子.已知：？*u、？激J和a粒子的

2

质量分别为/Mpu=239.0521u、"如=235.0439u和=4.0026u,lu=931.5MeV/c.

(1)写出衰变方程；

(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能.

粒子的波动性概率波

一、光是什么？

1、光是一种电磁波，有波长和频率c=vA

2、不同颜色的光在真空中传播速度都相同，等于c

3、不同颜色的光频率不同。光的颜色(频率)由光源来决定，在不同介质中传播时波

速会变，但频率不变。

4,不同颜色的光在同一种介质中传播速度不相同，频率大的速度小。

二、光电效应

1、光电效应：当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。

逸出的电子称为光电子。

光电子定向移动形成的电流叫光电流.

2、光电效应实验规律

（1）存在饱和电流：光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后

不再增大，即达到饱和值。

因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。

实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越

多。

（2）存在遏止电压和截止频率

存在遏止电压Uc：使光电流减小到零的反向电压，若速度最大的是光电效应伏安特性曲线

1，

%,则e°c

蕊""""

谒

实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电口Ij

电

压是一样的。光的频率改变，遏止电压也会改变。ft黄光（弱）

存在截止频率匕,：经研究后发现，对于每种金属，都有相应确定的.

截止频率匕,（极限频率）.

当入射光频率匕,时，电子才能逸出金属表面；

当入射光频率匕.时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

（3）具有瞬时性

实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的截止频率，电

流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。

更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过109秒（这个现象一般称作“光

电子的瞬时发射"）。

结论：光电效应在极短的时间内完成。一般不超过10"秒.

三、光电效应解释中的疑难

1、光越强，光电孑的初动能应该越大，所以遏止电压Uc应与光的强弱有关。

2、不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存

在截止频率。

3、如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需儿.分钟到十几分钟的时间才能获得逸出

表面所需的能量，这个时间远远大于10-9So

以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。

四、爱因斯坦的光■子假设

爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：

1、光.子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为V的光的能量子为加。

这些能量子后来被称为光子。E=hv

2、爱因斯坦的光电效应方程

一个电子吸收一个光子的能量加后，一部分能量用来克服金属的逸出功航，剩下的表

现为逸出后电子的初动能反，即：hv^Ek+W^Ek^hv-W0

光电子最大初动能，叫金属的逸出功，使电子脱离某种金属所做功的最小

值

3、光子说对光电效应的解释

(1)爱因斯坦方程表明，光电子的初动能&与入射光的频率成线性关系，与光强无关。

只有当力丫＞叫)时，才有光电子逸出，就是光电效应的截止频率

(2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬

时发生的。

(3)光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。

五'康普顿效应

1、光的散射

光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

2、康普顿效应

1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长加

相同的射线外，还有波长比M更大的成分。

3、康普顿效应解释中的疑难

(1)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难

根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率

等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。如果入射X光是某种

波长的电磁波，散射光也应该是X光，不会出现波长更长的波。

(2)光子理论对康普顿效应的解释

①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于

是散射光的波长大于入射光的波长。

②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量

远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。

4、康普顿散射实验的意义

(1)有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；

(2)首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设；

(3)证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。

六、光子的动量

-/?vhvhvh

E=m(^E=hvm=——/.P=me———•c=—=一

c2c2cZ

动量能量是描述粒子的，

频率和波长则是用来描述波的。

七、光的波粒二象性

1.光的波粒二象性

(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性.

(2)光子的能量£=板，光子的动量p=股.

(3)光子既有粒子的特征，又有波的特征；即光具有波粒二象.性.

2.对光的波粒二象性的理解

(1)大量光子产生的效果显示出波动性；个别光子产生的效果显示出粒子性.

(2)光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量.和其他物质相互作用时，粒子

性起主导作用；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，由波动性

起主导作用，因此称光波为概率波.

(3)光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是描述波动性特征的物理量，因此e=hv

揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系.

(4)频率低、波长长的光，波动性特征显著，而频率高、波长短的光，粒子性特征显著.

八、物质波概率波

1.任何运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这

种波叫物质波，又叫德布罗意波.物质波波长、频率的计算公式为

我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小

的缘故.

2.德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有遗

动性,即具有波粒二象性.与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是稣波.

3.物质波的实验验证

(1)1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了曳土用衍射的实验，从而证实了电子的波动

性.

(2)人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出

的尸静U子关系同样正确.

4.经典的粒子和经典的波

(1)经典粒子有一定的质量和空间大小,遵循牛顿运动定律，在任意时刻有确定的位置和

速度,在时空中有确定的轨道.

(2)经典波的基本特征是：具有频率和波长,即具有时空的周期性.

5.概率波

(1)光波是一种概率波

光的波动性不是光子之间相互作用的结果而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的

概率可以通过波动的规律确定,所以，光波是一种概率波.

(2)物质波也是一种概率波

对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的,但在某点出现的概率的大小可

以由波动的规律确定,而且对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波

也是概率波.

1.一个光子和一个电子具有相同的波长，则()

A.光子具有较大的动量

B.光子具有较大的能量

C.电子与光子的动量相等

D.电子和光子的动量大小关系不确定

2.用波长为丸和母的单色光A和B分别照射两种金属C和。的表面.单色光A照射

两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，

不能使金属。产生光电效应现象，设两种金属的逸出功分别为Wc和1%，则下列选.项正确

的是()

A.2]>彩，WC>WDB.九>，2，WC<WD

C.&<及，Wc>WDD.九<念，WC<WD

3.光子有能量，也有动量p=?,它也遵守有关动量的规律，真空中有一如图1所示装

A

置可绕通过横杆中点的竖直轴。0'在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边

是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片.当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装

置开始时转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（）

•O'

图1

A”顺时针方向转动

B.逆时针方向转动

C.都有可能

D.不会转动

4、爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物

理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率v的关系如图所示，其中vo

为极限频率，从图中可以确定的是（）

A.逸出功与v有关

B.Ekm与入射光强度成正比

C.当v<v（）时，会逸出光电子

D.图中直线的斜率与普朗克常量有关

5、用如图中所示的装置研究光电效应现像.闭合电键S,用频率为v的光照射光电管时

发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能反与入射光频率v的

关系图象，图线与横轴的交点坐标为（〃，0）,与纵轴的交点坐标为（0,4），下列说法中

正确的是（）

A.断开电键S后，电流表G的示数不为零

B.,普朗克常量为狂£

b

C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

D.若滑动变阻器滑片左移，则电压表示数一定增大，电流表

乙

示数也一定增大

6、频率为V的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm.改用频率为2V的光照

射同一金属，，所产生光电子的最大初动能为。为普朗克常量）（）

A.Ekm-hvB.2Ekm

c.Ekm+hvD.Ekm+2〃y

7、利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为

2.25eV.用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50eV,电流表的示数为/.已

知普朗克常数约为6.6Xl（y34js,下列说法正确的是（）

A.金属钾发生光电效应的极限频率约为5.5XlO^Hz

B.若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.OOeV

C.若入射光频率加倍，电流表的示数变为2/

D.若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25V

8、2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德・博伊尔和乔治・史密斯主要成就是发朋了电荷耦

合器件（CCD）图象传感器.他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.如图所示电路可研

究光电效应规律.图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极.理想电压表用

来指示光电管两端的电压.现对调电源正负极并接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射

阴极K,电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，

当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P

位置不变，以下判断正确的是（）

A.光电管阴极材料的逸出功为4.6eV

B.若增大入射光的强度，电流计的读数不为零

C.若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大

D.若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,

电流计的读数一定不为零

9、下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是（）

A.光波是一种物质波

B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的

C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的

D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性

10、物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减

弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片

上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这

个实验结果下列认识正确的是（）

A.曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子

B.单个光子的运动表现出波动性

C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方

D.只有大量光子的行为才能表现出波动性

11、利用金属晶格（大小约10"m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过

电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样.已知电子质量为〃?，

电荷量为e,初速度为0,加速电压为U,普郎克常量为/?,则下列说法中正确的是（）

A.该实验说明了电子具有波动性

B.实验中电子束的德布罗意波长为4=下』

y]2tneU

C.加速电压U越大，电子的衍射现象越明显

D.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显

课外练习

1.说明光具有粒子性的现象是（）

A.光电效应B.光的干涉

C.光的衍射D.康普顿效应

2.下列说法中正确的是（）

A.光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的

B.光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论

C.光子说并没有否定电磁说，在光子的能量£=加中，V表示波的特性，£表示粒子的

特性

D.光波不同于宏观观念中那种连续的波

3.下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是（）

A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正

确性

B.通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分

C.通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象

D.利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性

4.如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_______也相等.

A.速度B.动能

C.动量D.总能量

5、如图所示，电路中所有元件完好,但光照射到光电管上，灵敏电流计中没.有电流通

过，其原因可能是()

A.入射光太弱

B.入射光波长太长

C.光照时间短

D.电源正负极接反

6、已知能使某金属产生光电效应的极限频率为玲，贝1()

A.当用频率为2%的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B.当用频率为2Vo的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为

C.当照射光的频率v大于h时，若v增大，则逸出功增大

D.当照射光的频率v大于％时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

7、如图所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流

表读数不为零。合上电键K,调节滑线变阻器，发现当电压表读「数小于0.60V时，电流表

读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料

的逸出功为

A.1.9eV

B.0.6eV

C.2.5eV

D.3.1eV

8.一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是

）

A.电子在空间做匀速直线运动

B.电子上下左右颤动着前进

C.电子运动轨迹是正弦曲线

D.无法预言它的路径

9.关于电子的运动规律，以下说法正确的是（）

A.电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定

律

B.电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定

律

C.电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波

动规律

D.电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定

律

10、某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象.某单色光照射光电管的阴极K时,

会发生光电效应现象.闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻

器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向

截止电压.根据反向截止电压，可以计算出光电子的最大初动能治,".现分别用频率为

和吸的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为5和5,设电子质量为“，电荷量

为e,则下列关系式中不正确的是（）

A.频率为V,的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度外“=

B.阴极K金属的逸出功W=hvreU\

C.阴极K金属的极限频率加=02匕-q%

q—4

D.普朗克常量〃=姐二⑷

匕一娱

电学实验1

【例I】测一个阻值约为25kC的电阻，备有下列器材：

A.电流表（量程100pA,内阻2kC）B.电流表（量程500pA,内阻300C）

C.电压表（量程10V,内阻100kC）D.电压表（量程50V,内阻500kC）

E,直流稳压电源（电动势15V,允许最大电流1A）

F.滑动变阻器（最大电阻1kC,额定功率1W）

G.电键、导线若干

（1）电流表应选,电压表应选.

（2）画出测量R,的原理图.

【练习11在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度

位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5C,先用伏安法测出金

属丝的电阻然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.

（1）从图中读出金属丝的直径为mm.

（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：

A.电压表0〜3V,内阻10kC

B.电压表0〜15V,内阻50kC

C.电流表0〜0.6A,内阻0.05C15

D.电流表0〜3A,内阻0.01C

E.滑动变阻器，0〜10。

F.滑动变阻器，0〜100C

①要求较准确地测出其阻值，电压表应选,电流表应选，滑动变阻器

应选.（填序号）

②实验中实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.

错误］____________________________________________________________________

错误2___________________________________________________________________

【例2】某同学为了测电流表A1的内阻n的精确值，有如下器材:

器材名称器材代号器材规格

电流表量程300mA,内阻约为5C

A【

电流表量程内阻约为

A?600mA,1C

电压表V量程15V,内阻约为3kC

定值电阻Ro5c

滑动变阻器R0-10Q,额定电流为1A

滑动变阻器&0-250Q,额定电流为0.3A

E

电源电动势为3V,内阻较小

导线、电键若干

(1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差.在图虚

线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号.

(2)若选测量数据中的一组来计算电流表Ai的内阻r”则所用电流表Ai的内阻〃表达

式为八二;式中各符号的意义是

【例3】某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验。

①他采用如左图所示的实验电路进行测量。右图给出了实验所需要的各种仪器。请你按

电路图把它们连成实验电路。

②这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了以下表格中。请你根据这些数据在

坐标系中画出U-I图线。根据图线求出电池的电动势EV,内阻-Q

次数12345

I(A)0.150.250.360.450.56

U(V)1.401.351.301.251.20

③这位同学对以上实验的系统误差进

行了分析。其中正确的是<

A.主要是由电压表的分流引起的

B.主要是由电流表的分压引起的

C.电动势测量值小于真实值

D,内阻测量值大于真实值

【例4】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V,2.5W”

的小灯泡、导线和开关外，还有：

A.直流电源（电动势约为5V,内阻可不计）

B.直流电流表（量程0~3A,内阻约为0.1C）

C.直流电流表（量程0~600mA,内阻约为5C）

D.直流电压表（量程0〜15V,内阻约为15kC）

E.直流电压表（量程0~5V,内阻约为10kC）

F.滑动变阻器（最大阻值10C,允许通过的最大电流为2A）

G.滑动变阻器（最大阻值IkC,允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的

电压从零开始变化并能测多组数据.

（1）实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均用序号字母表

示）.

（2）请按要求将图1中所示的器材连成实验电路.

（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示.现把实验中使用的

小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E=4V,内阻LIQ,定值电阻R=9C,此

时灯泡的实际功率为W.（结果保留两位有效数字）

【例5】在测定一节水果电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材:

A.水果电池E（电动势大约0.3V,内电阻约3。）

B.电流表A|,（满偏电流3mA,内阻n=100C）

C.电流表A2：（满偏电流100mA,内阻约1C）

D.电压表V（0—3V,内阻约1000C）

E.滑动变阻器R,（0-20Q,1A）

F.滑动变阻器以（0-200Q,1A）

G.开关S和导线若干

（«）为了方便且能准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是（用序号

字母表示）

（6）请在虚线框图中画出测量电池电动势和内阻的实验电路图，并用题中所给的相应

的符号标注。

【例6】有一特殊电池，它的电动势约为9V,内阻约为40C,已知该电池允许输出的

最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图示

电路进行实验，图中电流表的内阻&=5C,R为电阻箱，阻值范围0〜j^-0元1

999.9。，R）为定值电阻，对电源起保护作用.Trn

（1）本实验中的Ro应选（填字母）.

A.10QB.50。

C.150QD.500Q

（2）该同学接入符合要求的后，闭合开关S,调整电阻箱的阻值，读取电流表的示

数，记录多组数据，作出了如上图所示的图线，6公，则根

据图线可求得该电池的电动势为E=V,内40：

20

10

45(/?+??„)/XIO2Q

课外作业

1.某电阻额定电压为3V（阻值大约为10C）.为测量其阻值，实验室提供了下列可选用

的器材：

A.电流表Ai（量程300mA,内阻约1Q）B.电流表A2（量程0.6A,内阻约0.3C）

C.电压表V］（量程3.0V,内阻约3kC）D.电压表V2（量程5.0V,内阻约5kC）

E.滑动变阻器R（最大阻值为50C）F.滑动变阻器灯（最大阻值为500C）

G.电源E（电动势4V,内阻可忽略）H.开关、导线若干

（1）为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）：电流表

.电压表.滑动变阻器.

（2）应采用的电路图为下列图中的.

2.一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线,

并测得其直径为。，用多用电表测其电阻发现阻值小于1Q.为提高测量的精度，他从图器材

中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线（下图中用&表示）的电阻

A.电源E：电动势为3.0V,内阻不计

B.电压表V|：量程为0〜3.0V,内阻约为2kC

C.电压表V2：量程为0〜15.0V,内阻约为6k。

D.电流表Ai：量程为0〜0.6A,内阻约为1C

E.电流表A2：量程为0〜3.0A,内阻约为0.1C

F.滑动变阻器明：最大阻值5Q,额定电流2.0A

G.滑动变阻器最大阻值IkC,额定电流1.0A

H.开关S一个，导线若干

(1)实验时电压表选;电流表选；滑动变阻器选(填元件符号).

(2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号.

(3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件.

(4)某次测量时，电压表示数为U,电流表示数为/,则该铜芯电线材料的电阻率的表达

式为p—.

3.某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电

动势约为4V,内阻在几欧到几十欧之间)

A.电压表V(量程6V,内阻约为6.0kC)B.电流表A(量程2mA,内阻约为50C)

C.电阻箱R(0〜999.9C)D.开关S一只、导线若干

(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行

吗？请说明理由：.

(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图.

80

60

40

20

2

01/x10-O-'

(3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图中《一：坐标系中描出了各点，请

UK

作出图象.根据图象求得E=V,r=C.

4.现有一特殊的电池，其电动势E约为9V,内阻r在35。〜55C范围，最大允许电

流为50mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验.图中

电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0〜9999C,3是

定值电阻.

(1)实验室备有的保护电阻R)有以下几种规格，本实验应选用()

A.10Q,2.5WB.50Q,LOWC.150Q,LOWD.1500Q,5.0W

(2)该同学接入符合要求的凡后，闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数。

再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线.则根据该同学所作的图线可

知图象的横坐标与纵坐标的比值表示.

(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为V,内电阻r为Q.

5.某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。

A.待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V,内阻为几欧姆

B.直流电压表V1、V2,量程均为3V,内阻约为3kQ

C.定值电阻Ro未知

D.滑动变阻器R,最大阻值为

E.导线和开关

(1)根据如图中所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。

乙

(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻品，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻

值凡,，再闭合开关，电压表V、和的读数分别为坊、U,则&=(用、

V2020Uio

So、Rm表示)。

丙

(3)实验中移动滑动变阻器滑片，读出电压表和V2的多组数据■、U2,描绘出。「心

图象如图丙所示，图中直线斜率为k,与横轴的截距为“，则两节干电池的总电动势

E=，总内阻厂=。(均用鼠(7、夫0表示)

6.为了测量电阻尺的阻值，实验室备有下列器材:

A.待测电阻阻值约为200c

B.直流电源，电动势约为3V,内电阻约为0.5C

C.电流表A1,量程10mA,内阻r=80C

D.电流表A2，量程20mA,内阻约为30C

E.定值电阻R）=180C

F.滑动变阻器R,最大阻值为20。，额定电流1.0A

G.单刀单掷开关一个，导线若干

乙丙

（1）为尽量准确地测出凡阻值，甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路，如图7—6—

21所示，你认为正确的是.（填“甲”、“乙”或“丙”）

（2）开始实验时，在合上开关S前，滑动变阻器的滑动触头应置于端（填“a”

或"b"）.

（3）按所选的电路进行测量，读出电流表Ai的示数为八，电流表A2的示数为心.推导出

计算Rx的表达式为&=.

7.在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有''2.5V,0.6杯字样，实验室提供的器

材有：

A.电流表Ai（内阻约为5Q、量程为0~25mA）

B.电流表A2（内阻约为1Q，量程为0~300mA）

C.电压表V1（内阻约为5kQ、量程为0~3V）

D.电压表V2（内阻约为15k。、量程为0~15V）

E.滑动变阻器R（最大阻值为10Q、额定电流为0.6A）

F.滑动变阻器R2（最大阻值为1000Q、额定电流为0.2A）

G.稳压电源E（电动势为9.0V、内阻可忽略）

H.开关一个、定值电阻若干、导线若干

由以上信息回答下列问题：

（1）实验前设计的电路图如图甲所示。为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、

滑动变阻器应分别为（选填器材前的字母）。为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路

中串联的定值电阻Ro合适的电阻值应为（选填“1。10。”“30Q”或“100Q

乙

（2）请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线,将实物

完整连接起来。

（3）连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安

特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势E=3V、内阻/-5Q

的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为Wo（结果保留两位有效数字）

8.实际电流表都有内阻，为了测量电流表G1的内阻/，提供的器材如下:

①待测电流表G,（0~5mA,内阻约300Q）

②电流