届高三物理一轮复习 电路高考真题+模拟新题有详解.docx
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届高三物理一轮复习电路高考真题+模拟新题有详解
J单元 电路J1 部分电路及其规律
22.J1[2011·课标全国卷]
为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图1-7所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
图1-7
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.
【答案】
(1)R0 标准电流表(或A0)
(2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值
【解析】此为替代法测微安表的内阻,实验中用电阻箱替代待测微安表,使替代后标准电流表的读数不变,则电阻箱的示数即为待测微安表的内阻.为减小实验误差,应多次测量求平均值.
J2 闭合电路的欧姆定律
J3 电路综合问题
2.J3[2011·海南物理卷]如图1-1所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
图1-1
A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
【解析】B 当S断开时,电路的总电阻R总变大,总电流I=
变小,内电压U内=Ir变小,路端电压U=E-Ir变大,电压表测量路端电压,读数变大;R1两端电压U1=IR1变小,R3两端电压U3=U-U1变大,通过R3的电流I3=
变大,电流表读数变大,B选项正确.
9.J3[2011·天津卷]
(2)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示.该金属丝的直径是________mm.
图4
9.
(2)[2011·天津卷]【答案】1.704~1.706均可
【解析】螺旋测微器的读数=固定尺的读数+可动尺的读数×0.01,即1.5mm+20.5×0.01mm=1.705mm.
J4 实验:
描绘小电珠的伏安特性曲线
34.
(2)J4[2011·广东物理卷]
(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:
小电珠(2.5V,0.6W)、滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表____(选填“×1”、“×10”或“×100”)倍率的电阻挡;调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图16所示,结果为____Ω.
图16
图17
图18
②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图17完成实物图18中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于______端,为使小电珠亮度增加,P应由中点向______端滑动.
④下表为电压等间隔变化测得的数据.为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点______(选填“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)间多测几组数据.
数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
34.
(2)J4[2011·广东物理卷]【答案】①×1 7.5 ②如图所示 ③a b ④ab
【解析】①由P=
,可求得小电珠正常工作时的电阻约为10Ω,未工作时的电阻要小于10Ω,故选择×1挡粗测.
②连线如图所示
③为防止电表中电流过大烧坏电表,故滑动变阻器滑片应置于a端,向b端滑动可增加小电珠两端电压,使亮度增加.
④ab间电流变化范围较大,当电流较小时,U—I为直线,随着电流增大,图线变为曲线,所以此段应多测几组数据.
20.J4[2011·重庆卷]在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有四个错误电路,如图1-6所示.电源内阻不计,导线连接良好.若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象:
a.电珠L不亮;电流表示数几乎为零
b.电珠L亮度增加;电流表示数增大
c.电珠L开始不亮,后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断
d.电珠L不亮;电流表从示数增大到线圈烧断
与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为( )
图1-6
A.③①②④B.③④②①
C.③①④②D.②①④③
20.J4[2011·重庆卷]A 【解析】①电路中电珠L与滑动变阻器的左边部分并联,当滑片向右滑时,其并联电压增大,电珠L亮度增加,同时电路总电阻减小,电流表示数增大,其现象同b所述;②电路中电流表与电珠L并联,将电珠短路,电珠不亮,由于电流表内阻很小,电路电流很大,当滑片向右滑时,滑动变阻器电阻减小,电路中电流增大,电表线圈将被烧断,此时电珠L被接入电路,突然发光,其现象同c所述;③电路中电珠L和电流表并联后与电压表串联,电珠L被短路,电珠L不亮,由于电压表的内阻很大,故电流表示数几乎为零,其现象同a所述;④电路中电压表与电珠L串联后与电流表并联,电流表将电珠和电压表短路,电珠L不亮,当滑片向右滑时,电路电流增大,线圈将被烧坏,其现象同d所述.综上所述,选项A正确.
19.
(2)J4[2011·福建卷]某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至_______挡进行测量.(填选项前的字母)
A.直流电压10VB.直流电流5mA
C.欧姆×100D.欧姆×1
②该同学采用图1-8甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最________端;(填“左”或“右”)
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是______点至________点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“__2__点至__3__点”的导线)
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________.(填“不变”、“增大”或“减小”)
图1-8
19.
(2)J4[2011·福建卷]【答案】①D ②Ⅰ.左 Ⅱ.1
5(或5 1) Ⅲ增大
【解析】①测电阻必须选欧姆挡,小电珠电阻约为12Ω,显然D正确;
②Ⅰ.实验前必须确保电表读数最小,滑片位于最左端时,导线1、5将待测电路短路,电压表和电流表示数均为0;
(2)Ⅱ.电表示数不为0,说明一定不是分压式接法,必然滑动变阻器的下端的接线柱断开(此时滑动变阻器采用限流式接法);
(3)Ⅲ.由乙图可知,增加相同电流时,电压的增加量越来越大,说明电阻随工作电压增大而增大.
J5 实验:
测定金属的电阻率
22.J5[2011·浙江卷]在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究3根材料未知、横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图所示的实验电路.M为金属丝c的左端点,O为金属丝a的右端点,P是金属丝上可移动的接触点.在实验过程中,电流表读数始终为I=1.25A,电压表读数U随OP间距离x的变化如下表:
x/mm
600
700
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2100
2200
2300
2400
U/V
3.95
4.50
5.10
5.90
6.50
6.65
6.82
6.93
7.02
7.15
7.85
8.50
9.05
9.75
(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线;
(2)求出金属丝的电阻率ρ,并进行比较.
【答案】
(1)如图所示
(2)ρa=1.04×10-6Ω·m,ρb=9.6×10-8Ω·m,ρc=1.04×10-6Ω·m,电阻率的允许范围:
ρa:
0.96×10-6Ω·m~1.10×10-6Ω·m
ρb:
8.5×10-8Ω·m~1.10×10-7Ω·m
ρc:
0.96×10-6Ω·m~1.10×10-6Ω·m
金属丝a与c电阻率相同,远大于金属丝b的电阻率.
【解析】先描点,观察点的分布情况,然后由题意知,有三根不同的金属丝,所以图象应该画三段折线,如图所示.根据电阻定义R=
和电阻定律R=ρ
可得:
U=
l,结合图象可得,金属丝a的电阻率ρa=
Ω·m≈1.04×10-6Ω·m;金属丝b的电阻率ρb=
Ω·m≈9.6×10-8Ω·m;金属丝c的电阻率ρc=
Ω·m≈1.04×10-6Ω·m,通过计算可知,金属丝a与c电阻率相同,远大于金属丝b的电阻率.
J6 实验:
把电流表改装成电压表
J7 实验:
测定电源的电动势和内阻
22.J7
(2)为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A.量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1
B.量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2
C.量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表.
②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
③根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω;电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E=________V、内阻r=________Ω.
【答案】①V3或C 6
②如图所示
③7.5 10
【解析】①要改装成9V的电压表,必须在原电压表上串联一固定电阻,题中给出三种电压表,只有C的电阻是确定值,所以应选电压表C,串联电阻R=3×
kΩ=6kΩ.②电路图如图所示。
③测量电源电动势和内阻时,路端电压应为电压表示数的3倍,根据闭合电路的欧姆定律得:
4.5=E-
r,6=E-
r,解得E=7.5V,r=10Ω.
J8 实验:
多用电表的使用
(用多用电表探索黑箱内的电学元件)
22.J8[2011·安徽卷]
(1)开普勒行星运动第三定律指出:
行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即
=k,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M太.
(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106s,试计算地球的质量M地.(G=6.67×10-11N·m2/kg2,结果保留一位有效数字)
【解析】
(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动,于是轨道半长轴a即为轨道半径r,根据万有引力定律和牛顿第二定律有
G
=m行
2r①
于是有
=
M太②
即k=
M太③
(2)在地月系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得
=
M地④
解得M地=6×1024kg⑤
(M地=5×1024kg也算对)
22.
(1)J8[2011·重庆卷]某电动机的三组线圈①、②、③阻
图1-8
值相同,均为几欧姆,接法可能是图1-8中甲、乙两种之一,A、B和C是外接头.现有一组线圈断路,维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障,若测量A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时,多用电表指针偏转分别如图1-9(a)、(b)、(c)所示,则测量中使用的欧姆挡的倍率是__________(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”),三组线圈的接法是_________(填“甲”或“乙”),断路线圈是____________(填“①”、“②”或“③”).
图1-9
22.
(1)J8[2011·重庆卷]【答案】×1 乙 ③
【解析】因电动机的电阻约几欧,其串、并联后电阻也不会很大,故测量中应使用欧姆挡×1的倍率测量.若三组线圈的接法如图甲所示,当有一组线圈断路时,A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻必有一组为无穷大,所以三组线圈的接法应如图乙所示.由欧姆表的读数可知A和C间的电阻大于A和B、B和C间的电阻,故断路处必是线圈③.
21.J8F5[2011·北京卷]
(1)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
图1
①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
【答案】①S ③T 0刻线 ④ADC
【解析】S为指针定位螺丝,作用是把电表的指针调到左端零位置,称之为机械调零.T为欧姆调零旋纽,当选择开关打到欧姆挡时,调节该旋纽,使指针指到右端零位置.当笔尖相互接触时,接入的电阻为零,所以指针的示数应在0刻度.将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,说明电阻很大(打到欧姆挡,指针在无穷大处),所以量程应该调大一些,让指针在中央刻度附近,所以先换成大挡位,调零,再测量,所以顺序为ADC.
(2)如图2所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
图2
①实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量________(填选项前的序号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
②图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.
然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.
接下来要完成的必要步骤是______.(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为________________________(用②中测量的量表示);
若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为______________________(用②中测量的量表示).
④经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示.
图3
碰撞前、后m1的动量分别为p1与p′1,则p1∶p′1=________∶11;若碰撞结束时m2的动量为p′2,则p′1∶p′2=11∶________.
实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值
为________.
⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用④中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm.
21.J8F5[2011·北京卷]①C ②ADE或DEA或DAE
③m1·OM+m2·ON=m1·OP m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2 ④14 2.9 1~1.01 ⑤76.8
【解析】①被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定,两球下落高度相同,时间相同,所以水平速度可以用水平位移数值表示.
②本实验需要测量的量有两小球的质量m1、m2和平抛射程OM、ON,显然要确定两小球的平均落点M和N的位置.
③碰撞过程中,动量守恒,即碰撞前的动量m1·OP等于碰撞后的动量m1·OM+m2·ON;若是弹性碰撞,则机械能守恒,
m1·
+
m2·
=
m1·
,整理可得m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2.
④把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中,就可以得出结果.
⑤当碰撞为弹性碰撞时,被碰小球射程最大,把数据代入③中的两个方程,可以得出结果.
J9 实验:
传感器的简单应用
6.J9[2011·江苏物理卷]美国科学家WillardS.Boyle与GeorgeE.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有( )
A.发光二极管 B.热敏电阻
C.霍尔元件D.干电池
6.J9[2011·江苏物理卷]BC 【解析】传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件.发光二极管是电学元件,是将电能转化成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻被光照射时,其电阻会发生变化,能把光学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确.
J10 电学实验综合
23.J10[2011·全国卷]使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:
待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:
(1)仪器连线如图1-4所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为________(填“红”或“黑”)色.
图1-4
(2)若适当调节电阻箱后,图1-4中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图1-5甲、乙、丙所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω.
图1-5
(3)将图1-4中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA.(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V.(保留3位有效数字)
【答案】
(1)黑
(2)14.0 53.0 4.6
(3)102
(4)1.54
【解析】
(1)欧姆表的内部有电源,黑表笔与高电势端相连,红表笔与低电势端相连,所以与电流表“+”接线柱相连的一定是黑表笔.
(2)多用表指针与“14”正对,所以读数是14.0Ω,毫安表指针与“53”正对,所以读数是53.0mA,电阻箱“×100”、“×10”对应的都是零,所以读数是4×1Ω+6×0.1Ω=4.6Ω.
(3)多用表×1挡对应的中值电阻是15Ω,则两表笔短接时总电阻为15Ω,由(15+14)×53=15I,则I=102mA.
(4)多用表×1挡对应的中值电阻是15Ω,多用表内部电池的电动势为E=(15+14)×53×10-3V=1.54V.
16.J10[2011·山东卷]了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要.以下符合史实的是( )
A.焦耳发现了电流热效应的规律
B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
【解析】AB 电流热效应是焦耳在1841年通过实验发现的,其表达式为Q=I2Rt,A项正确.库仑在1785年到1789年之间,通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究,得出F=k
,B项正确.电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验发现的,C项错误.伽利略将理想斜面实验的结论外推,间接证明了自由落体运动为匀加速运动,D项错误.
23.J10[2011·山东卷]
图1-8
(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图1-8所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.
②滑块与斜面间的动摩擦因数为________.
③以下能引起实验误差的是________.
A.滑块的质量
B.当地重力加速度的大小
C.长度测量时的读数误差
D.小球落地和滑块撞击挡板不同时
(2)某同学利用图1-9甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.
①所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系上画出U-I图象.
图1-9
U/V
1.96
1.86
1.80
1.84
1.64
1.56
I/A
0.05
0.15
0.25
0.35
0.45
0.55
②根据所画U-I图象,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为________W.(保留两位有效数字)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图1-9甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图1-9乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)
甲
乙
图1-9
【答案】
(1)①
②
③CD
(2)①如图所示 ②0.37(或0.36) ③BC
【解析】
(1)①同时听到小球落地的声