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3V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3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ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RV＝________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“3.0V”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“1V”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)1.506(2)∞1(3)C解析(1)由图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；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＋eq\f(U,RV)R，由题意可知：E＝3＋eq\f(3,RV)×3000，E＝1.5＋eq\f(1.5,RV)×12000，解得：RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V；(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3V时，电路中的电流为Ig＝eq\f(3,6000)A＝0.0005A，此时电阻箱的阻值为R＝eq\f(1.5,0.0005)Ω＝3kΩ，当电压表示数为1V时，有1＝eq\f(4.5,R＋\f(RxRV,Rx＋RV))eq\f(RxRV,Rx＋RV)，解得Rx＝1kΩ.(3)根据闭合电路欧姆定律可知电池在刚使用时有Ig＝eq\f(E,r＋RV＋R)＝eq\f(E,r＋R＋RV)，测量电阻时电压表示数为U＝eq\f(E,r＋R＋\f(RVRx,RV＋Rx))eq\f(RVRx,Rg＋Rx)，欧姆表用一段时间调零时有Ig＝eq\f(E,r′＋RV＋R′)＝eq\f(E,r′＋R′＋RV)，测量电阻时U′＝eq\f(E,r′＋R′＋\f(RVRx′,RV＋Rx′))eq\f(RVRx′,RV＋Rx′)，比较可知r＋R＝r′＋R′，所以若电流相同，则Rx′＝Rx，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＝eq\f(1,2)kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.图2A.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Δt1和Δt2.在实验误差允许的范围内，若eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝________(用实验中测量的符号表示)，就验证了W＝eq\f(1,2)kx2的结论.答案eq\f(F,x2－x1)3.5eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt2))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt1))2解析由胡克定律，F＝k(x2－x1)，解得，此弹簧的劲度系数k＝eq\f(F,x2－x1).根据游标卡尺的读数规则，遮光条宽度d＝3mm＋5×0.1mm＝3.5mm.由动能定理可得，eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(

2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(

2,1)v1＝eq\f(d,Δt1)v2＝eq\f(d,Δt2)即若eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt2))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt1))2，就验证了W＝eq\f(1,2)kx2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“3.8V,0.3A”，除了开关、导线外，还有如下器材：电压表V:量程0～5V，内阻约5kΩ电流表A1：量程0～500mA，内阻约0.5Ω电流表A2：量程0～100mA，内阻约4Ω滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流2.0A滑动变阻器R2：最大阻值100Ω，额定电流1.0A直流电源E：电动势约6V，内阻约0.5Ω(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2.0V时，小灯泡的电阻是________Ω.(4)如果把该小灯泡直接接在电动势是2V、内阻是8Ω的电源上组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为______A.答案(1)A1R1(2)c(3)8(4)0.16解析小灯泡上的电压为2.0