2022届高考物理热点问题专题练 专题11电学创新实验

这是一份2022届高考物理热点问题专题练 专题11电学创新实验，文件包含2022届高考物理热点问题专题练专题11电学创新实验解析版docx、2022届高考物理热点问题专题练专题11电学创新实验原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共18页， 欢迎下载使用。
 热点11  电学创新实验1 (2022湖南永州一模)一兴趣小组要组装一台酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。目前我国交警常用酒精测试仪测量司机的酒精气体浓度，其中利用酒精测试仪测试认定的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”。现能提供的器材有：A.二氧化锡半导体型酒精传感器RxB.直流电源（电动势为5V，内阻不计）C.电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）D.电阻箱（最大阻值为999.9Ω）E.定值电阻R1（阻值为20Ω）F.定值电阻R2（阻值10Ω）G.单刀双掷开关一个，导线若干（1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；_______
（2）电路中R应选用定值电阻________（填R1或R2）；（3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪:①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向________（填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2mg/ml；②逐步减小电阻箱阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精气体浓度”。当电阻箱调为________Ω时，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.8mg/ml；③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。【参考答案】    ①.     ②. R2    ③. a    ④. 10【解析】（1）根据图乙电路图，用笔划线代替导线进行实物连接。（2）由图甲可知，当酒精气体浓度无穷大时，，所以要串联一个与Rx阻值接近的电阻，故电路中R应选用定值电阻R2；（3）①电压表指针对应的刻度线为0.2mg/ml，由甲图可知传感器阻值为，故电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向a端闭合；②电压表指针对应的刻度线为0.8mg/ml时，由甲图可知传感器阻值为，则电阻箱调为。
 2．某化工厂用体积巨大的绝缘容器盛放电解质溶液，容器竖直放置，为了方便溶液缓慢流出，设计了如图（剖面图）所示的装置，将容器置于垂直于剖面向里的强磁场中（图中未画出），容器中间用绝缘挡板分开，在容器底部内侧装有铂电极D，上方有铂电极漂浮在液面上，当液面下降时，铂电极会随液面下降，始终与液面良好接触。容器左侧盛放溶液，右侧盛放溶液。（1）某次生产活动中需要使溶液从P管口流出，开关S应接________（填“a”或“b”），在同一水平面上，此时M点的电势_________（填“高于”“低于”或“等于”）N点的电势。（2）若想加快电解质溶液流出的速度，可采取的措施为________（写出一项即可）。 【参考答案】（1）b   等于    （2）【解析】（1）要使溶液从P管口流出，液体应该受到向左的安培力，根据左手定则，液体中电流方向应该向上，所以开关S应接b。由于在同一水平面上，所以此时M点的电势等于N点的电势。（2）要想加快电解质溶液流出的速度，需要增大对液体的压强。由安培力公式F=BIL，可知可以增强磁场，或者增大电流，即换用电动势更大的电源（或增强磁场）。3. （2022河南南阳期末）为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:A.被测干电池一节B.电流表1:量程为0～0.6 A,内阻r=0.3 ΩC.电流表2:量程为0～0.6 A,内阻约为0.1 ΩD.电压表1:量程为0～3 V,内阻未知E.电压表2:量程为0～15 V,内阻未知F.滑动变阻器1:0～10 Ω,允许通过的最大电流为2 AG.滑动变阻器2:0～100 Ω,允许通过的最大电流为1 A
H.开关、导线若干
 在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。①在上述器材中请选择适当的器材：电流表选择_____；电压表选择____ (选填仪器前的字母代号)。 ②实验电路图应选择上图中的____(选填“甲”或“乙”)。 ③根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则干电池的电动势E=____V,内阻r=____Ω。④另一组同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如下图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_____（选填选项的字母）。A. B. C. D. 【参考答案】    ①. B    . D    ②甲  ③.  1.5    0.7    ④ . BC【解析】①电流表选择已知内阻的电流表B；因电源电动势为1.5V，则电压表选D。 ②因电流表内阻已知，则实验电路图应选择上图中的甲。
③根据U-I图象，则干电池的电动势E=1.5V；内阻④根据电源的输出功率规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，如果外电阻大于内电阻时，随着电阻的增大，输出功率将越来越小，由可知，电动势相同，内阻越小的乙输出功率越大，故B正确，A错误；当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．由A的分析可知，乙输出的功率比甲的大；而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故C正确，D错误．故选BC． 4（传感器探究创新）物理探究实验兴趣小组网购了一款型号为RFP602薄膜压力传感器，进行实验探究.RFP602薄膜压力传感器如右图所示.这款传感器的部分参数如下表：他们又从实验室选择了如下器材：A．学生电源                                B．滑动变阻器（20Ω2A）C．J0402型（4位）数字演示电表两只        D．单刀单掷开关一个（1）为了研究传感器所受压力一定时，其电阻随电压的变化情况，他们的实验操作如下：在传感器上放一个100g砝码（未画出）施加一定的压力.学生电源选择“稳压6V”，电表A选择DCV20V，电表B选择DCA600μA；连接的电路如下图所示.①     请你用笔画线代替导线，将电路连接补充完整.     RFP602薄膜压力传感器用符号“”表示,画出原理电路图.
③闭合开关，调节滑动变阻器，得到若干组电压U、电流I的测量数据.根据测量数据，他们利用Excel得到的U—I图像如下图所示：根据图像，你可以得出的结论是：在误差范围内，传感器受到压力一定时，电阻随电压的增大而     （填写“增大”、“减小”、 “变化”或“不变化”）.（2）为了研究传感器两端的电压保持在5V，电表B仍选择DCA600μA；改变传感器受到的压力，测得若干组数据见下表：根据表中数据，利用Excel得到传感器的电阻R随其所受压力F的变化图像如下图所示：①设电阻值随压力的变化率＞7kΩ/N时，其灵敏度较大.从图像可以看出，传感器受到的压力在0.5N到     N的区间内，其灵敏度较大.  改变传感器两端电压为10V，当压力为8.0N时，电流表读数为       μA（保留两位小数）.【解析】（1）①滑动变阻器连接成分压接法.②③由于U——I图像为过原点的直线，可知电压与电流成正比，电阻阻值为常数，所以电阻随电压的增大而不变.（2）①从图像可以看出，传感器受到的压力在0.5N到2 N的区间内，其灵敏度较大.②传感器两端电压为5V，当压力为8.0N时，电流表读数为368.19μA.由于压力一定时压力传感器的阻值不变，所以传感器两端电压为10V，当压力为8.0N时，电流表读数为736.38μA.
【参考答案】（1）①如图所示.② 如图所示.  不变化.（2）2.0    736.38μA【创新解读】此题源于新教材选择性必修二的课题研究《半导体薄膜压力传感器的实验研究》，考查实物图连接、实验图像的理解和运用及其相关知识点.课题研究是培养学生科研意识的重要载体，引导学生进行课题研究，有利于素质教育，有利于教育教学目标的实现.5.（电容器相关因素的探究创新）物理兴趣小组同学合作探究电容器电势差与电容器带电量的关系和电容器的影响因素.（１）首先用多用电表判断电容器是否完好，他该将多用电表的选择开关拨到        档位上，正确操作后，他看到多用电表的指针先偏转较大的角度又缓慢回到表盘的左端，这说明电容器        （选填“完好”或者“损坏”）。（2）物理兴趣小组的同学设计了如图甲所示的电路图，利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S与1 端相连，电源对电容器充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i－t曲线，如图乙。则电容器的电容为         F
（3）将两个金属板构成的电容器充电完成后与电源断开，如图丙与静电计连接. 使用静电计的目的是测量电容器　　　　　　的变化情况；（4）如图丁是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图.如果指示器显示出电容增大了,则必为液面______（“升高”、“降低”或“不变”）【解析】（1）由于电容器上没有电荷，不能用电压档和电流档检测。因为多用电表欧姆档内部有电源，所以可以用多用电表的欧姆档判断电容器是否完好，首先将多用电表的选择开关拨到欧姆档位上，红黑表笔接触电容器两极，给电容器充电，电路中有充电电流，可以看到指针偏转较大角度。若电容器完好，随着充电逐渐完成，充电电流逐渐减小，指针缓慢回到表盘的最左端。（2）.由电流随时间变化关系i－t图像与坐标轴围成的面积表示电容器电荷量Q可知，图像与坐标轴所围面积的小方格约为27个，S=27×50×5μC=6.75×10-3C，由C=Q/U可得C=3.75×10-3F.定值电阻R1的阻值较大，其主要作用是延长电容器的放电时间，便于读取微安表示数.（3）由于静电计可以显示出电容器两极板之间的电压大小，所以使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况.（4）如果指示器显示出电容增大了,说明两极板之间电介质增加，则必为液面升高.【参考答案】（1）欧姆档（2） 3.75×10-3F  （3）电压   （4）升高6.(2022广东江门模拟)12. 图（a）是测量电源电动势E和内阻r的原理图。为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60cm的电阻丝ab上标有长度刻度。

 （1）在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡______倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，结果为______，电阻丝单位长度电阻______Ω/m；（2）请根据电路图图（a）把实验图（c）电路连接完整；（      ）
 （3）闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则______；（用E、r、、L和表示）（4）图（d）是根据多组实验数据得到的图像，由图像得电动势______V，内阻______Ω。（计算结果保留到小数点后两位）【参考答案】    ①. ×1    ②. 6（或6.0）    ③. 10  
 ④.     ⑤.     ⑥. 2.00    ⑦. 1.50【解析】（1）[1]在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“”测量时指针偏角过大，应选择欧姆挡倍率重新进行测量；[2]正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，结果为；[3]长度为60cm的电阻丝ab上标有长度刻度（2）[4]（3）[5]因为是串联电路，则即（4）[6][7]由图可知
解得，