高中物理学考复习优化练习24必修三实验含答案

这是一份高中物理学考复习优化练习24必修三实验含答案，共18页。试卷主要包含了在“练习使用多用电表”的实验中等内容，欢迎下载使用。
1.据报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电,某同学假日登山途中,用该电容器给手机电池充电,下列说法正确的是( )
A.该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变大
B.该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变
D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零
2.如图所示,小林同学用多用电表测量一螺丝口灯泡的电阻,正确的操作为( )
3.在“用多用电表测电阻”的实验中,选择“×10”挡测电阻时,指针停留在如图所示位置。下面的操作选项最合适的是( )
A.无需换挡,直接读数
B.应选择“×1”挡,重新测量
C.应选择“×100”挡,重新测量
D.应选择“×1k”挡,重新测量
4.(1)如图甲所示的游标卡尺,它的读数为 mm。
甲
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙所示,则金属丝的直径为 mm。
乙
5.在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)用多用电表测某电阻,挡位旋钮指“×10”挡,读数时发现指针偏转角太大,为使测量结果更加准确,则应改用 挡。
A.×1B.×100C.×1 k
(2)某次实验的电路如图甲所示,开关闭合后发现灯泡不亮,欲用多用电表检查该电路(开关处于闭合状态)何处“断路”,应使用多用电表的 进行检测。
甲
A.电阻挡B.电流挡
C.交流电压挡D.直流电压挡
(3)在“练习使用多用电表”实验结束后,如图乙、丙中的电表旋钮状态符合实验操作规范的是 (选填“乙”或“丙”)。
6.指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25 mA”挡,指针的位置如图所示,则测量结果为 mA。
(2)用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:
A.把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上;
B.把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;
D.换用“×100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值;
E.把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处。
上述实验中有两处操作错误:
错误一: 。
错误二: 。
7.电路中电流大小可以用电流传感器测量,用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容,选用器材如下:
待测电容器(额定电压为16 V)、电流传感器和计算机、直流稳压电源、定值电阻R0=100 Ω、单刀双掷开关、导线若干。
实验过程如下:
①按照图甲正确连接电路;
②将开关S与1端连接,电源向电容器充电;
③将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的I-t图线如图乙中的实线a所示;
④利用计算机软件测出I-t曲线和两坐标轴所围的面积。
请回答下列问题:
(1)已知测出的I-t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mA·s,则电容器的电容C= F;
(2)若将定值电阻换为R1=180 Ω,重复上述实验步骤,则电流随时间变化的I-t图线应该是图丙中的曲线 (选填“b”或“c”)。
8.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含有多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·m)。如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱。容器内表面长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm。将水样注满容器后,用多用电表测得水样电阻约为2 750 Ω。
(1)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程5 mA,电阻RA约为20 Ω)
B.电压表(量程15 V,电阻RV约为10 kΩ)
C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)
D.电源(12 V,内阻约10 Ω)
E.开关一个、导线若干
请在图乙实物图中完成电路连接。
(2)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,测出一系列数据如下表所示,请在如图丙所示的坐标系中作出U-I关系图线。
(3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 Ω·m。据此可知,所测水样在电阻率这一指标上 (选填“达标”或“不达标”)。
9.某高中的实验小组决定测量一个水果电池的电动势和内阻。他们将两个金属电极锌片、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池。由于电流过于微弱,实验小组采用微安表,且微安表的内阻为2 000 Ω。
(1)他们应该选择下面的实验电路图 (选填“甲”或“乙”)。
(2)按照(1)中选好的电路图把丙中的实物图连线补充完整;
丙
(3)改变滑动变阻器连入阻值,根据测量数值做出如图丁所示的U-I特性曲线,则该组水果电池的内阻为r= Ω(保留两位有效数字)。
丁
10.(1)“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图甲所示,电压表量程为(0~3 V),电流表量程为(0~3 A),定值电阻阻值R1=0.5 Ω。图甲中A为 (选填“电压表”或“电流表”);
甲
(2)利用组装好的仪器进行试验,不过某同学实验习惯不佳,随意调整滑动变阻器共测得6组电流、电压的数据记录在草稿纸上(如图乙所示)。请你将整理之后的数据在坐标格(图丙)中描点处理,由此可得电源电动势E= V,内阻r= Ω。
(3)实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。
A.0~5 Ω
B.0~20 Ω
C.0~50 Ω
D.0~200 Ω
11.(1)用多用电表测量一定值电阻的阻值,把选择开关旋到“×1”和“×10”两个不同挡位,经正确操作,测量时指针偏转分别如图中的位置a和位置b所示。则“×10”挡对应指针位置 (选填“a”或“b”),其电阻测量值为 Ω。
(2)下列关于多用电表的使用的说法正确的是 。
A.探究感应电流的产生条件,用多用电表的直流电压挡
B.探究感应电流的产生条件,用多用电表的交流电压挡
C.探究变压器原副线圈电压与匝数的关系,用多用电表的交流电压挡
(3)根据欧姆表表盘数据,可知多用电表“×1”挡内部电路的总内阻R0= Ω。
12.(2021年浙江7月学考)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中:
(1)先用多用电表粗测小灯泡的阻值,用欧姆挡的“×10”挡测量时,读数几乎为零,应该选择开关旋至 (选填“×100”或“×1”)挡。按正确操作,指针指在如图甲位置,则读数为 Ω。
(2)小灯泡的额定电压为2.5 V,电路中的器材如图乙所示,请用笔连线补全图乙的电路。开关闭合前,图乙中滑动变阻器滑片应处于变阻器的 端(选填“左”或“右”)。根据实验测得数据画出伏安特性曲线如图丙所示,则小灯泡在额定电压时的电阻为 Ω(结果保留2位有效数字)。
13.下图为“研究感应电流产生的条件”的实验电路图:
(1)请在图中连线,把实验装置连接完整;
(2)开始实验时,滑动变阻器滑片P应该放置在 (选填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关后,请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法:① ;② ;③ 。
能力提高
14.(1)在“练习使用多用电表”的实验中,小明同学用多用电表测量某一电阻,由于第一次选择的倍率不够合适,又改换另一倍率测量,两次测量时电表指针所指的位置如图甲中的虚线所示,下面列出这两次测量中的主要操作:
甲
A.将两根表笔短接,并调零
B.将表笔分别与被测电阻的两端接触,观察指针位置
C.记下电阻值
D.将“选择开关”旋到“×10”挡
E.将“选择开关”旋到“×1”挡
F.将“选择开关”旋到“交流500 V”挡
①根据上述有关操作判断出两次倍率选择的先后顺序是 (选填“DE”或“ED”);
②该电阻的阻值是 Ω。
(2)为了更精确地测定该电阻的阻值,小明欲采用伏安法测量。现有如下实验器材:①量程为3 V,内阻约为3 kΩ的电压表;②量程为10 mA,内阻约为0.1 Ω的电流表;③阻值为0~20 Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略,输出电压为3 V的电源;⑤开关和导线若干。
图乙中P点应该 ,Q点应该 。(均在下列选项中选择)
乙
A.接aB.接b
C.接cD.不接
15.(2022浙江台州高二月考)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,某同学发现电压表损坏,于是找出如下实验器材:
A.一节干电池
B.电阻箱R0(阻值可调范围为0~9 999.9 Ω)
C.滑动变阻器R(阻值变化范围为0~15 Ω)
D.电流表G(量程为0~3 mA、内阻为200 Ω)
E.电流表A(量程为0~0.6 A)
F.开关及导线
(1)该同学设计了如图甲所示的实验方案,将电流表G与电阻箱串联改装成量程为0~1.5 V的电压表:
①请帮助他完成如图乙所示的实物图连接;
②在图乙中,开关闭合前应将滑动变阻器调至 (选填“最左端”或“最右端”);
③电阻箱连入电路的电阻应调至 Ω;
④该同学以改装后的电压表读数U为纵轴,以电流表A的读数I为横轴,通过U-I图像测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
甲
乙
(2)请从上述实验器材中选择合适的器材,再设计一种实验方案,在虚线框中画出相应的电路图。
16.利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图甲所示,其中电源电动势E=8 V。先使开关S与1相连,电容器充电结束后把开关S掷向2,电容器通过电阻箱R放电。传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图丙所示。
(1)实验中电阻箱的示数如图乙所示,其阻值R= Ω。t=2 s时,电容器的a极板带 (选填“正”或“负”)电。
(2)图丙中画出了对应较短时间Δt的狭长矩形,该矩形面积的物理意义 ,试估算该电容器的电容C= F。
(3)一同学在深入研究的过程中发现:当改变一个或几个物理量时,I-t图像会发生有规律的变化,选项图中的虚线示意了4种可能的变化情形。如果只增大电阻R,I-t图像的变化应该是选项 (填写相应选项的字母);如果只增大电容C,I-t图像的变化应该是选项 (填写相应选项的字母)。
优化集训24 必修三实验
1.B 解析 电容是描述电容器容纳电荷的本领大小的物理量,与电容器的电压及电荷量无关,故A、D错误;当该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电荷量减小,则电能变少,故B正确,C错误。
2.B
3.C 解析 由题图可知,第一次测量时指针偏转较小,故说明所选倍率过小,故应选择大倍率,选择“×100”挡,重新测量,换挡位后应注意进行欧姆调零,故C正确。
4.解析 (1)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数。游标卡尺的主尺读数为33 mm,游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标尺读数为2×0.05 mm=0.10 mm,所以最终读数为33 mm+0.10 mm=33.10 mm。
(2)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。螺旋测微器的固定刻度读数为6 mm,可动刻度读数为12.4×0.01 mm=0.124 mm,所以最终读数为6 mm+0.124 mm=6.124 mm。
答案 (1)33.10 (2)6.124(6.123~6.125)
5.答案 (1)A (2)D (3)丙
6.解析 (1)若选择开关拨至“25 mA”挡,则读数为直流电流刻度,则读数为11.0 mA。
(2)当把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大时应换用“×1”的欧姆挡;换挡后要重新调零。
答案 (1)11.0 (2)应换用“×1”的欧姆挡 没有重新欧姆调零
7.解析 (1)由I-t图像得到开始时电流为I=90 mA=0.09 A,故最大电压为U=IR0=0.09 A×100 Ω=9 V,故电容为C=QU=42.3mA·s9V=4.7×10-3 F。
(2)换用阻值为180 Ω的定值电阻,根据Im=UmR,则第2次实验的最大电流小些,故选c。
答案 (1)4.7×10-3 (2)c
8.解析 (1)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法;又因为Rx>RARV,则采用电流表内接法,电路连接如图甲所示
甲
(2)根据描点作图法可得U-I关系图线如图乙所示
乙
(3)由图线斜率可知,总电阻为R总=UI=11.24×10-3 Ω=2 800 Ω,又因为R=R总-RA=2 780 Ω,根据电阻定律有R=ρLS,代入数据解得ρ=139 Ω·mRARV=0.1×3 000 Ω=300 Ω,所以电流表采用内接法,故P点应该接c;滑动变阻器的阻值较小,因此采用分压式电路,故Q点应该接a,所以分别选C和A。
答案 (1)①ED ②180 (2)C A
15.解析 (1)电路连接如图甲所示
甲
为了保护电路中电流表不超过量程,将滑动变阻器调到最左端。
安装后电压表的内阻为
R=UI=1.53×10-3 Ω=500 Ω
因此电阻箱连入电路的电阻应调为
R0=R-r=500 Ω-200 Ω=300 Ω
理论上讲,当电流表示数为零时,电压表的示数为电动势的测量值,由于电压表不是理想电压表,因此测量值为电压表分得的电压,小于电动势,因此测量值偏小。
(2)可以采用“安阻法”测量电动势和内电阻,如图乙所示
乙
答案 (1)①见解析图甲 ②最左端 ③300 ④偏小 (2)见解析图乙
16.解析 (1)实验中电阻箱的阻值R=3 360 Ω,t=2 s时,电容器还在放电,a极板带正电。
(2)图丙中画出了对应较短时间Δt的狭长矩形,根据q=It可知,该矩形面积的物理意义是电容器放电过程中在Δt时间内释放的电荷量;根据图像可知释放的电荷量为Q=45×0.4×0.2×10-3 C=36×10-4 C,该电容器的电容C=QU=36×10-48 F=4.5×10-4 F。
(3)如果只增大电阻R,则电容器放电的最大电流会减小,由于释放的电荷量不变,即I-t图像的“面积”不变,则变化应该是选项A;如果只增大电容C,则电容器带电荷量增加,I-t图像的“面积”变大,最大电流不变,I-t图像的变化应该是选项D。
答案 (1)3 360 正
(2)电容器放电过程中在Δt时间内释放的电荷量 4.5×10-4
(3)A D
U/V
2.0
3.8
6.8
8.0
10.2
11.6
I/mA
0.73
1.36
2.20
2.89
3.66
4.15
U/V
1.48
1.45
1.40
1.34
1.28
1.23
I/A
0.10
0.22
0.38
0.57
0.75
0.93