中小学教育资源及组卷应用平台
专题17 电学及光学实验
1.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是 (选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像 ,由此求得电动势 V,内阻 。(结果均保留到小数点后两位)
次数 1 2 3 4 5
U/V 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15
I/A 0.14 0.22 0.30 0.37 0.45
【答案】(1)甲
(2) 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64
【详解】(1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I图像如图
[1][2]由结合图像可知
内阻
2.(2025·浙江·高考真题)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”);
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下 (保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。
【答案】(1)A
(2)157
(3)见解析
【详解】(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A;
(2)由电路可知
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变,先让S2接a,此时电压表读数为U,然后接b,读出电阻箱R1的读数和电压表读数U',当温度改变时,调整R1,使得R1两端的电压表U'保持不变,因此可得
整理得
可得热敏电阻Rt的值。
3.(2024·浙江·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱()、一节干电池、微安表(量程,零刻度在中间位置)、电容器(、)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 (计算结果保留两位有效数字)。
【答案】 C 0.50 3.1
【详解】(1)[1]把开关S接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小。
故选C。
(2)[2]由题意可知电压表应选用0~3V量程,由图2可知此时分度值为0.1V,需要估读到0.01V,则读数为0.50V。
[3]当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根据闭合电路欧姆定律有
根据串联电路规律有
联立可得
4.(2023·浙江·高考真题)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2所示,其示数为 V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上,用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。(计算结果均保留两位小数)
【答案】 B 1.20 1.50 1.04
【详解】(1)[1]电压表测量的电压应为路端电压,开关应能控制电路,所以导线a端应连接到B处;
[2]干电池电动势约为1.5V,电压表选择量程,分度值为0.1V,题图中电压表读数为1.20V;
(2)[3][4]作出如图所示
根据闭合电路欧姆定律
可知
图像纵轴截距为电源电动势可得
图像斜率的绝对值等于电源内阻
【点睛】
5.(2022·浙江·高考真题)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为 ·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
【答案】 0~20 1.32(1.31~1.34) 1.1×10-6(0.90×10-6~1.3×10-6) 小于
【详解】(1)[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为8,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0~20比较合适;
(2)[2]量程为3V的电压表,精度为0.1V,估读到0.01V,则电压为1.32V(1.31~1.34);
(3)[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
(4)[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
6.(2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数,电流表的示数如图2所示,其读数 A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:
①器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图 ;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻 。此方法 (填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是 。
【答案】 0.34 见解析 外 5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)
【详解】(1)[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为
电流表的百分比变化为
因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法
(2)①[3]电路图如图
②[4]两次实验中电路电流相同,因此可有
可得
读数可得
[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4Ω,则实验只能测得其为,误差较大。
7.(2021·浙江·高考真题)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,
(1)用如图1所示的电路图测量,得到的一条实验数据拟合线如图2所示,则该电池的电动势E= V(保留3位有效数字);内阻r= (保留2位有效数字);
(2)现有如图3所示的实验器材,照片中电阻箱阻值可调范围为0~9999Ω,滑动变阻器阻值变化范围为0~10Ω,电流表G的量程为0~3mA、内阻为200Ω,电压表的量程有0~3V和0~15V。请在图3中选择合适的器材,在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。
【答案】 1.46(1.45~1.47均可) 0.64(0.63~0.67均可)
【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律可得
将题干中得图线延长与横纵轴分别相交,如图
可知图像与纵轴交点即为电动势,即
[2]图像斜率的绝对值为电源内阻,即
(2)[3]电流表量程太小,使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量,电路图如图
根据闭合电路欧姆定律
变形得
绘制图像,可知图像斜率为,与纵轴截距为,从而求解电动势和内阻;
也可以通过电阻箱改装电流表,扩大电流表得量程,实现电流得测量,电路图如图
I为改变量程之后的电流表示数,根据闭合电路欧姆定律
可以绘制图像求解电动势和内阻。
8.(2024·浙江·高考真题)如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住 (选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置 (选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n= 。
【答案】 P1和P2 不需要
【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上,该光线透过玻璃砖后过P3,故P3要能挡住P1和P2的虚像;
④[2]cd与ab垂直,则过P1和P2的光线与ab垂直,光垂直入射时传播方向不变,可确定ef边上的入射点,此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线,不需要插第四枚大头针;
⑤[3]根据几何关系可知入射角为,折射角为,如图所示
故
9.(2021·浙江·高考真题)小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时,发现只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r, 并写出折射率n的计算式 。
【答案】
【详解】光路图如图所示
根据折射定律可知。
1.(2025·浙江·一模)某同学为测量一个电容标识不清的电解电容器的电容,设计了图甲所示电路,所用电压表量程为。
(1)图乙实物连线已完成一部分,请用笔画线代替导线在图乙中把实物连线补充完整。
(2)实验时,某同学先断开,闭合,调整滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图丙所示,电压表示数为 V;接着闭合,通过电流传感器得到电容器充电过程的图像如图丁所示,则该电容器的电容约为 F(计算结果保留2位有效数字);
(3)情况I:断开,闭合,滑动变阻器滑片P向a移至某一位置,再闭合,充满电后再断开;
情况II:断开,闭合,滑动变阻器滑片P向b移至某一位置,再闭合,充满电后再断开;
若不计电流传感器内阻、电压表可视为理想电压表,则上述两情况在断开后流过电流传感器的电流随时间变化的图像,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2) 10.0
(3)B
【详解】(1)实物连线如图
(2)[1]图丙中,电压表量程为,最小分度为0.5V,示数为10.0V。
[2]根据电荷量的计算公式q=It,可得I-t图像与坐标轴围成的面积表示电荷量,根据图丁可知,每一小格表示的电荷量为
图像下的小格数约为36格,则电容器存储的电荷量为
根据电容的定义式可得
(3)电容器两端电压,时,,两者相同。
故选B。
2.(2025·浙江·一模)在“测定电池的电动势和内阻”实验中:
除一节待测干电池、开关和导线外,还提供如下器材
A.电流表(量程为300mA,内阻为)
B.电压表(量程为6V,内阻为)
C.电压表(量程为3V,内阻为)
D.电阻箱(阻值可调范围)
E.滑动变阻器(阻值变化范围)
(1)一同学设计的如下电路图,为测量结果尽可能精确,则图中电表应选择 (选填“A”、“B”或“C”),所测物理量记为或;可变电阻应选择 (选填“D”或“E”),其对应阻值记为。
(2)正确操作后,利用测得的数据拟合得到如上所示的图线,则上图坐标系纵轴所表示的物理量为 (结果用、或表示);
通过拟合得到的直线,其斜率为、纵坐标截距为,通过斜率和截距的表达式,最终求得电池的电动势与内阻分别为、。则斜率的表达式 ,截距的表达式 (结果均用、及题中所给的必要物理量对应的字母表示)。
【答案】(1) C D
(2)
【详解】(1)[1]电表与可变电阻并联,所以电表为电压表;一节干电池的电动势约为1.5V,为测量精确,选择量程较小的C;
[2]电压表与可变电阻并联接入电路,可变电阻选择D,实验采用伏阻法测电源电动势与内阻。
(2)[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
其中
联立,整理可得
所以,坐标系纵轴所表示的物理量为;斜率的表达式;截距的表达式。
3.(2025·浙江·一模)按要求完成下列填空;
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻,如图甲所示。
①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡,正确欧姆调零后进行测量,则黑表笔应接电压表的 (填“-”或“3”)接线柱。
②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时,与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角 (填“变小”、“变大”或“不变”),电压表指针偏角 (填“变小”、“变大”或“不变”)
(2)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量,可以消除这种系统误差。
该实验的第一步是:闭合电键,将电键接1,调节滑动变阻器和,使两电表指针指示在合适位置,记录此时两电表读数、;
第二步是:保持的滑片位置不动,适当调节另一滑动变阻器,使两电表指针指示在合适位置,将电键接2,记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是 。
【答案】(1) 3 变小 变小
(2)
【详解】(1)[1]多用电表欧姆挡的黑表笔接内部电源的正极,测量电压表内阻时,电流应从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,所以黑表笔应接电压表的“3”接线柱;
[2][3]电压表的量程越大,内阻越大,用多用电表欧姆挡的同一挡位测量时,根据闭合电路欧姆定律可知,电压表的内阻越大,则通过欧姆表的电流越小,故与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角变小;而通过电压表的电流越小,电压表指针的偏角越小,故电压表指针偏角变小。
(2)由欧姆定律可知,
两式相减得
4.(2025·浙江·一模)(1)某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计的内阻,滑动变阻器应 (填“远大于”或“远小于”);
实验步骤如下:
①实验时,先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使得的示数为;
②保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使得的示数为,此时电阻箱的示数如图乙所示,则的内阻为 ;
根据实验方案可知:该实验中的内阻测量值 (选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势和内阻,其中是辅助电源。
实验步骤如下:
①闭合开关、,调节和,使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值, ,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组和,根据所得数据作出图像如图丁所示;
由图丁可得:电源电动势 V,内阻 (结果均保留2位小数),本实验中电表内阻对电源内阻的测量 (填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1) 远大于 48.0 小于
(2) 仍使灵敏电流计的示数为零 1.44 1.33 没有
【详解】(1)[1]用半偏法测量灵敏电流计的内阻,为减小系统误差,使闭合开关S2前后,干路电流不变,应使滑动变阻器的有效阻值远大于,同时使电流表能达到满偏,电源也应选电动势较大的。
[2]闭合前后认为干路电流不变,调节电阻箱,使得的示数为,此时电阻箱的电流也为,故电流表内阻与电阻箱的阻值相等,如图乙所示,则的内阻。
[3]闭合开关时电流表与电阻箱并联,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知,干路电流变大,当电流表半偏时流过电阻箱的电流大于流过电流表的电流,电阻箱阻值小于电流表内阻,实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值,则电流表内阻的测量值小于真实值。
(2)[1][2][3][4]根据实验原理,每次改变、的阻值,都应使灵敏电流计的示数为零,则灵敏电流计上下两端点等势,则始终有
变形可得
由图丁可得纵截距表示电源电动势
内阻为
本实验中电表内阻对电源内阻的测量没有影响。
5.(2025·浙江·一模)由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一材质混合均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×100”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为 Ω。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E=6V,内阻可忽略,电压表量程0~6V,内阻约10kΩ,电流表量程0~6mA,内阻约10Ω。实验中要求待测水泥块两端的电压从零开始变化,在图2中完成余下导线的连接 。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率ρ= (用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率ρ,作出ρ-F图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压小于或等于3V时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在 两端(填“”或“”)。
(6)若电源使用时间过长,电动势变小,上压力大于或等于时,报警器启动,则 (填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 1000 小于
【详解】[1]由多用电表欧姆档的读数规则可知
[2]要求水泥块两端电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式连接方式;
由于,可知待测电阻较大,可知电流表应采用内接法,所以电路图的接法应如图所示
[3]由电阻定律可知
代入数据后,可以得到
[4]根据图3可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增加,电压增加,电压减小,而报警器在两端电压小于或等于3V时启动,故应将报警器并联在两端。
[5]电源电动势减小,要使报警器启动,即两端电压要仍为3V,根据串联分压关系,有
可知减小需要更大,又因为越大越小,可知需要小于。
6.(2025·浙江嘉兴·一模)在“练习使用多用电表”实验中,某同学查询到某一型号多用电表的内部电路示意图如图所示:
(1)图中“”六个挡位可用于测电阻的是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.B表笔是红表笔
B.选择“5”挡位时为小量程电压表
C.选择“2”挡位时为大量程电流表
D.使用欧姆表时其不同挡位内阻不同
【答案】(1)3和4
(2)BD
【详解】(1)图中3和4两个挡位时,其内部存有电源,可知这两个挡位是欧姆挡,用于测电阻。
(2)A.根据欧姆表中电源的正负极,电流从A表笔流入多用电表,所以A表笔为红表笔,故A项错误;
B.当开关与5连接时,分压电阻的阻值比开关与6连接时要小,所以是量程较小的电压表,故B项正确;
C.当开关与2连接时,分流电阻的阻值比开关与1连接时要大,所以是量程较小的电流表,故C项错误;
D.欧姆表不同挡位,其挡位内的电阻不同,故D项正确。
故选BD。
7.(2025·浙江金华·一模)某实验小组描绘一个标有“10V 0.5A”的电学元件L的伏安特性曲线,可供选择的实验器材如下:
A.电源(电动势为50V,内阻为)
B.电压表(量程为0~50V,内阻约为)
C.电压表(量程为0~40V,内阻约为)
D.定值电阻
E.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为2A)
F.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为0.5A)
H.开关一个,导线若干
回答下列问题:
(1)为了便于取得多个数据,实验中滑动变阻器应选用 。
(2)为了测量及读数方便,下列四个电路图中最合理的是_________。
A. B.
C. D.
(3)如图为通过实验描绘的该元件的图像,现将40个这样的电学元件并联后再接到本实验所提供的电源两端,则每个电学元件的电功率约为 W。(保留2位有效数字)
【答案】(1)F
(2)A
(3)1.3/1.4/1.5
【详解】(1)为了便于获取多个数据,滑动变阻器采用分压式接法,而当滑动变阻器完全接入电路时,待测元件两端的电压从0开始,此时电路中电流的最小值为
则可得选用、、所对应的电流的最小值分别约为3.3A、0.91A、0.48A,显然,若用则超过了其额定电流2A,若选用虽未超过其额定电流0.5A,但其所能允许的调节范围很小,因此应选用滑动变阻器,故选F。
(2)为使两电压表指针的偏转超过量程的三分之一,则电压表不能用来直接测量待测元件,因为待测元件的额定电压为10V,而两电压表的量程分别为40V和50V,若直接测量待测元件两端的电压,则不满足超过其量程的三分之一的要求。
故选A。
(3)将40个这样的元件串联接入电路,根据闭合电路的欧姆定律有
整理得
代入数据可得
将该直线做入图中,如图所示
根据图像可知,该直线与原曲线的交点坐标为(6.6V,0.21A),故每个电学元件的电功率
8.(2025·浙江温州·一模)某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝电阻率,实验室提供下列器材:
电池组(3V,内阻不计)
电流表(0~0.3A,内阻RA=0.3Ω)
电压表(0~3V,内阻约为2kΩ)
滑动变阻器A(0~10Ω)
滑动变阻器B(0~200Ω)
开关、导线若干。
(1)先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d= mm;再用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该金属丝的阻值约为 Ω;
(2)要求测量结果尽量准确,使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应该选择 (填“A”或“B”)。实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路,选择最合理的电路图 ;
A.B.C. D.
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,测出多组电压表的示数U和电流表的示数I,作I-U图像,得到图像的斜率为k,若金属丝的长为L,则金属丝的电阻率ρ= (用k、d、L、RA表示),不考虑偶然误差,由于电表内阻引起的系统误差,使测得的电阻率与实际值相比 (填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
【答案】(1) 2.095/2.094/2.093 18.0
(2) A A
(3) 无误差
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]欧姆表读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以金属丝的阻值为
(2)[1]要使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的A;
[2]由于电流表内阻已知,所以电流表应采用内接法,同时滑动变阻器采用分压式接法。
故选A。
(3)[1]根据欧姆定律可得
变形可得
根据电阻定律可得,
联立可得
[2]由以上分析可知,由于电流表内阻已知,则待测电阻两端的电压和流过待测电阻的电流均不存在系统误差,所以电阻率的测量值和真实值无误差。
9.(2025·浙江嘉兴·一模)某兴趣小组对“2B”、“2H”两种不同型号的笔芯电阻率进行测量,设计了如图1所示电路(电压表右端尚未接入电路)。实验器材有:电源E(0~6V),滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流2A),电压表(3V,内阻3kΩ),电流表(3A,内阻未知),待测笔芯Rx(“2B”,“2H”两种型号),螺旋测微器,开关、导线若干。
(1)使用螺旋测微器测量笔芯直径,某次测量如图2所示,该读数为 。
(2)调节滑动变阻器滑片到合适位置,闭合开关S,电压表右端先后连接“1”、“2”端点后,观察到电压表示数变化比电流表变化更明显,则测量笔芯电阻时电压表右端应连接 点(选填“1”或“2”)。
(3)实验室选用的两种笔芯长度和直径均相同,正确连接电路后,测得两种型号笔芯的I-U图像如图3所示,则“2B”型号笔芯的电阻R2B= (保留三位有效数字);则导电性能“2B”笔芯 (选填“优于”或“劣于”)“2H”笔芯。
【答案】(1)2.288mm-2.292mm
(2)1
(3) 1.93~1.98 优于
【详解】(1)螺旋测微器的读数为2mm+29.0×0.01mm=2.290mm;
(2)观察到电压表示数变化比电流表变化更明显,说明电流表分压效果强,为减小误差,电压表右端应连接“1”点;
(3)[1]由图3可得电阻;
[2]I-U图像某点与原点连线的斜率倒数等于该点的电阻大小,由图可知2B笔芯对应的图线斜率大,电阻小,故导电性能“2B”笔芯优于“2H”笔芯。
10.(2025·浙江湖州·一模)光敏电阻在光照下的阻值范围通常在几千欧到几十千欧之间。为了测量其阻值,实验室提供如下器材
A.光敏电阻
B.干电池
C.电压表V(0-3V,内阻)
D.滑动变阻器
E.电阻箱()
F.单刀单掷开关、单刀双掷开关各1个,导线若干
(1)在图1电路中,
①先调节的滑片P至滑动变阻器的 (选填“最左端”、“中间”或“最右端”),
②闭合,调节滑片P至合适的位置不动,再将先后打到“1”、“2”,调节,使两次电压表示数相等,则 (选填“”、“”或“”)。
(2)在图2电路中,
①要使ab两端电压在实验过程中基本不变,的阻值 (选填“适当大些”、“适当小些”或“任意大小”);
②闭合,调节的滑片P至合适的位置不动,测量时先后打到“1”、“2”,电压表的示数分别为、,则 (用、、和表示);
(3)在合理操作的情况下,图2电路测得的 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图1电路测得的。
【答案】(1) 最左端
(2) 适当小些
(3)大于
【详解】(1)[1] 为了保护电路,实验开始时应该让滑动变阻器右侧串联部分电阻尽可能大,故滑片P调至滑动变阻器的最左端。
[2]闭合,调节滑片P至合适的位置不动,再将先后打到“1”、“2”,调节,使两次电压表示数相等,可知在电路中的作用和是等效的,故
(2)[1]滑动变阻器的电阻和光敏电阻相比要小很多,这样开关打到“1”和“2”时,滑动变阻器左侧并联部分和光敏电阻、电阻箱构成的整体电阻基本不变,ab两端电压基本不变,故的阻值应适当小些。
[2]由题意,ab两端电压在实验过程中基本不变,有
解得
(3)开关打到“1”时,电压表和光敏电阻并联再与电阻箱串联,打到“2”时,光敏电阻与电阻箱串联再与电压表并联,故电路中电阻变小,故ab两端电压比打到“1”时小,有
解得
故图2电路测得的偏大,图1电路测得的等于真实值,故图2电路测得的大于图1电路测得的
11.(2025·浙江杭州·一模)某兴趣小组要测量一个未知电阻,的阻值,实验室提供的器材如下:
A、多用电表
B、恒压电源(输出电压为3V)
C、电压表(量程0~3V,内阻约为1kΩ)
D、电流表(量程0~3mA,内阻约为40Ω)
E、滑动变阻器(最大阻值20Ω)
F、定值电阻、电阻箱R、灵敏电流表G
G、开关及导线若干
(1)该小组先用多用电表的电阻挡粗测的阻值。选用“×10”挡试测时,指针如图a所示,于是决定换用 (选填“×1”或“×100”)倍率。换用另一倍率后,重新进行欧姆调零,方可再次进行测量指针如图b所示,测量值为 Ω。
(2)接下来该小组采用伏安法继续测量。
①为使电阻的测量结果尽量准确且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,应选择以下哪个电路进行测量? 。
②下列关于伏安法测电阻实验误差的说法正确的是
A、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
B、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
C、用U-I图像处理数据求电阻可以减小偶然误差
D、该小组选用合理电路进行测量,的测量值小于真实值
(3)该小组又采用了实验电路如图c测量,连接好电路,先将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,调节滑动变阻器滑片位置,再调节电阻箱的阻值,直到灵敏电流表G的示数为零,读出此时电阻箱阻值R,和均为阻值已知的定值电阻,由以上数据可得的阻值为 (用题中给的物理量的字母表示)。
【答案】(1) “×100” 1000
(2) B C
(3)
【详解】(1)[1]由图可知,多用表的指针偏转幅度过小,故应更换大倍率的挡位,即更换为“×100”的倍率;
[2]待测电阻的大小为
(2)[1]由于使用要求电压表示数的变化范围足够大,因此滑动变阻器应采用分压式接法;待测电阻的阻值,故应采用电流表的内接法。
故选B。
[2] A.由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于系统误差,故A错误;
B.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故B错误;
C.用图象处理数据能起到“平均”的作用,可以减小偶然误差但不能消除偶然误差,故C正确;
D.电流表内接法测量的电阻为,大于真实值,故D错误。
故选C。
(3)由于灵敏电流计的示数为零,a、b两点的电势相等,则有、两端的电压相等,设为,同理可知、两端的电压也相等,设为,根据欧姆定律可得,
联立可得可得
即
12.(2025·浙江·模拟预测)某实验小组想测量量程为3V的电压表V1的确切内阻:
(1)某同学用多用电表的欧姆挡测量。测量电路如图甲所示,红表笔应和电压表的 接线柱相连(选填“+”或“-”)。多用电表的倍率开关拨至“×1k”位置上,规范操作后,指针稳定在如图乙所示的位置,其阻值为 kΩ。
(2)另一位同学准备用以下实验器材进行测量,请你帮他设计一个合理的电路,将电路图画在答题卡空方格内,并在电路图上标出相应的仪器符号。
电压表V2(15V为100kΩ),电流表A1(10mA约为10Ω),
电流表A2(0.6A约为1Ω),滑动变阻器R(0~1kΩ),
电源E1(20V内阻很小),电源E2(3V内阻很小),
电键K(1个),导线(若干)
【答案】(1) - 22
(2)
【详解】(1)[1]当使用多用电表测量电阻时,电表内的干电池提供电流,遵循“正进负出”,即电流从黑表笔流出多用电表,从红表笔流进多用电表,当连接上被测电压表时,电流从正接线柱流进电压表,从负接线柱流出电压表;所以红表笔应和电压表的“-”接线柱相连接;
[2]结合图乙可知其阻值为
(2)由于电压表的内阻已知,并且它允许通过的最大电流与电压表基本相同,所以将其与电压表进行串联,利用电压表来测得两端的电压,利用电压表的读数以及其内阻来计算通过的电流,即可完成测量;不使用内阻不确定的电流表,可以避免其引入系统误差;滑动变阻器使用分压接法,可以测得更多组数据,便于作图计算,提高测量精度;电压表和串联后最大承受电压可达18V左右,所以电源选用,则电路图如下图所示
13.(2025·浙江宁波·模拟预测)某同学将电源、电阻箱、电容器、电流表、数字电压表以及开关组装成图1所示的电路进行实验,观察电容器充电过程。实验仪器如下:电源(电压为4.5V,内阻不计);电容器(额定电压为16V);电流表(量程为0~500μA,内阻500Ω);数字电压表(量程为0~10V);电阻箱(阻值0~9999Ω)。
(1)电路连接完毕后如图2所示,为保证电表使用安全,在开关闭合前必须要完成的实验步骤是 。
(2)将开关S闭合,观察到某时刻电流表示数如图3所示,其读数为 μA。
(3)记录开关闭合后电流随时间变化的图线如图4所示,小明数出曲线下围成的格子数有225格,则电容C大小为 μF。
(4)由于数字式电压表内阻并不是无穷大,考虑到此因素的影响,(3)问中电容的测量结果与真实值相比是 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”),请简要说明理由 。
(5)当电阻箱的阻值为R时,充电图像如图5中a曲线所示。若将定值电阻增大为1.3R,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5中的曲线 (选填“b”或“c”)。
【答案】(1)将电阻箱的阻值调到最大
(2)175
(3)2500
(4) 偏小 见解析
(5)c
【详解】(1)为保证电表使用安全,在开关闭合前必须要完成的实验步骤是将电阻箱的阻值调到最大;
(2)量程为500μA的电流表的分度值为10μA,读数为175μA;
(3)I-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示电荷量,电容器所带的电荷量为
电容器两端的电压U=E=4.5V
电容器的电容
(4)由于数字式电压表内阻并不是无穷大,电阻箱和电流表的分压不能忽略,电容器两端的电压小于电源电动势,根据公式
得到的电容器的真实值大于测量值,即电容的测量结果与真实值相比是偏小的;
(5)若将定值电阻增大为1.3R,电容器开始放电时的电流变小,即纵截距变小;由于电容器放电的电荷量不变,因此放电时间变长,复上述实验步骤,则电流随时间变化的I-t图线应该是图5中的曲线c。
14.(2025·浙江·三模)某实验小组同学利用以下器材改装成多用电表,图示是该多用电表的部分改装电路,通过调节开关S所接位置,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率,实验器材如下:
A.一节干电池(电动势E=1.54V内阻不变):
B.灵敏电流表G(满偏电流Ig=2mA,内阻Rg=100Ω);
C.定值电阻R0=25Ω;
D.滑动变阻器R1;
E.电阻箱R(最大阻值为999.9Ω);
F.单刀双掷开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)该多用电表,P插孔对应的是 (填“+”或“-”)。
(2)当开关S掷向 (填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”。
(3)要使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率,电阻箱R的阻值应为 Ω,灵敏电流表G刻度盘正中央对应的刻度为 。
【答案】(1)+
(2)b
(3) 225.0 55
【详解】(1)电流从欧姆表的红表笔流入,从黑表笔流出,由题图可知P孔应插入红表笔,即P插孔对应的是+。
(2)设所选倍率为,欧姆调零时,电流表满偏,设此时干路电流为,根据闭合电路欧姆定律可得
当指针指在中间时,根据闭合电路欧姆定律可得
联立可得
可知调零后的欧姆表内阻与所选倍率成正比,即倍率越大,欧姆内阻越大,题图中电流表满偏时的干路电流越小;由题图可知,开关S掷向b时,电流表满偏时的干路电流较小,所以对应的倍率较大,则当开关S掷向b时,欧姆表的倍率是“×10”。
(3)[1]由(2)分析可知,开关S掷向a时的干路最大电流与开关S掷向b时的干路最大电流的10倍,则有
代入数据解得
[2]开关S掷向a并进行欧姆调零后,设欧姆表的中值刻度为,则有
解得
15.(2025·浙江·三模)某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供了下列器材:
A.多用电表(电压挡量程2.5V,内阻未知);
B.毫安表(量程200mA,内阻为);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器;
F.电键和导线若干。
根据提供的器材,设计电路如图1所示。
(1)将毫安表与定值电阻改装成电流表如虚线框中所示,改装后的量程为 A;
(2)为了精确测量,图中多用电表的右边表笔应接到 (选填“”或“”)处;
(3)闭合电键,调节滑动变阻器滑片,多次记录多用电表的示数、毫安表的示数。其中一次测量时多用电表示数如图2所示,其读数为 V。
(4)作图线如图3所示,该干电池电动势 V;内阻 (以上结果均保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2)B
(3)1.15
(4)
【详解】(1)毫安表的满偏电压为
则,改装后的最大量程为
所以,改装后的量程为。
(2)由于改装后的电流表的内阻已知,为了精确测量,图中多用电表代替的电压表应为电源的“内接法”,即右边表笔应接到“”处。
(3)由图2可知,多用电表的读数为1.15V。
(4)[1][2]由(1)分析可知,电路中电流为毫安表示数的3倍。改装后的电流表的内阻为
根据欧姆定律
整理可得
可得图线的斜率的绝对值为
截距为
所以,
16.(2025·浙江绍兴·模拟预测)为了测量某电池的电动势和内电阻,实验室提供了下列器材:
A.待测电池
B.电流表G(量程50mA,内阻Rg=18Ω)
C.电阻箱R1(阻值0~999.9Ω)
D.定值电阻R0=15Ω
E.开关S和导线若干
F.多用电表
(1)为粗略测量电源电动势,小明先用多用电表直流电压10V挡与电源直接相连,示数如图1所示,读数为 V。
(2)将电阻箱R1与电流表G并联,将电流表量程扩大为原来的10倍,则电阻箱R1的阻值应调为 Ω。正确调整R1的阻值后,将电流表G的表头重新标度为电流表A。
(3)①小明设计了如图2所示电路,多用电表调至直流电压档位,当c端分别接a、b两点测得两组数据,在坐标系上描点、连线如图3所示,接b点对应图3中的 (填“甲”或“乙”);
②小明又利用扩大量程后的电流表A设计了图4电路,定值电阻R0在电路中的作用是保护电路;正确进行实验操作,得到了多组电流表A的示数I和电阻箱的电阻R的数据,并绘制出如图所示的 (选填“I R”、“R I”,“”或“”)图像。
③若图4中斜率为k,纵截距为 b,根据图像得出电池的电动势E= ,内阻r= 。(结果用k、b、R0、Rg的形式表示)。
【答案】(1)8.0
(2)2
(3) 甲 k b R0 0.1Rg
【详解】(1)根据题图可知电压表的分度值为0.2V,可得读数为8.0V。
(2)电阻箱R1与电流表G并联,如图乙所示,将电流表量程扩大为原来的10倍,根据电流表改装原理,应将电阻箱R1的阻值调为
(3)①[1]根据闭合电路欧姆定律可知当接a点时有
当接b点时有
可知当接b点时U I图像斜率大,即接b点对应图3中的甲;
②[2]改装后电流表的内阻为
根据闭合电路欧姆定律,可得
整理得
所以,图所绘制的图像为图像。
③[3][4]根据
结合图像斜率得
纵截距
得
17.(2025·浙江金华·三模)某电学元件(最大电流不超过6mA,最大电压不超过7V),某同学为了探究它的伏安特性,设计了如下电路(电压表未画出),在实验室他找到了阻值为的定值电阻R用于限流;电动势E为12V内阻可不计的电源;一只量程为10mA,内阻为5Ω的电流表;一只量程为2V,内阻为的电压表;两个滑动变阻器。
(1)若两个滑动变阻器参数如下:
a.阻值0到200Ω,额定电流0.3A
b.阻值0到20Ω,额定电流0.5A
实验中应选的滑动变阻器是 (填“a”或“b”)。
(2)这位同学计划将量程为2V,内阻为的电压表改装成量程为10V的电压表,他需要完成的操作是 (填完整的改装措施)。
(3)正确接线后,测得数据如下表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U (V) 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40
I (mA) 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50
根据以上数据,改装后的电压表应并联在M与 之间(填“O”或“P”)。
(4)解读表中的数据画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图。
【答案】(1)a
(2)串联电阻
(3)P
(4)
【详解】(1)由欧姆定律可得
滑动变阻器a允许的最大电压为
滑动变阻器b两端所能加的最大电压为
为保证安全,滑动变阻器应选a;
(2)由电压表改装原理可得,须串联一分压电阻,设为
则由串联分压知识可得
由欧姆定律得,
联立并代入数据可得
即改装成量程为10V的电压表,需要串联电阻。
(3)由于电流表内阻已知,从计算方便程度上来讲用内接,所以P。
(4)从表格中数据看,待测电学元件两端的电压先增大,然后趋向于稳定,所以MO两端的电压先增大后趋于稳定,UMO随UMN变化的示意图如图。
18.(2025·浙江绍兴·二模)为尽可能精确测定待测电阻Rx的阻值(约为200Ω),准备器材如下:
电池组E(电动势3V,内阻不计);
电流表A1(量程0~15mA,内阻约为100Ω);
电流表A2(量程0~300μA,内阻为1000Ω);
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流2A);
电阻箱R2(阻值范围0~9999.9Ω,额定电流1A);
开关、导线若干。
(1)如图所示的电路中,将电阻箱R2的阻值调到9000Ω,在a、b两处分别接入电流表,其中在a处接入的电流表为 (填写器材代号)。
(2)调节滑动变阻器R1,其中一只电流表的示数如图所示,其示数为 mA;此时另一只电流表的示数为150μA,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;(保留三位有效数字)
(3)利用提供的实验器材,以下电路设计方案中也能够比较精确测定Rx阻值的是( )
A. B. C.
【答案】(1)A2
(2) 8.0(±0.1) 191(±5)
(3)A
【详解】(1)因为电流表A2内阻已知,所以a处接入的电流表为A2,与电阻箱R2串联后可知待测电阻的两端电压。
(2)[1]其中一只电流表的示数如图所示,由题图可知其示数为8.0mA;
[2]此时另一只电流表的示数为150μA,则待测电阻Rx两端电压为
通过待测电阻Rx的电流为
则待测电阻Rx的阻值为
(3)A.由电路图可知,分别先后闭合开关S2、S3,调节电阻箱R2使得两次电流表示数相同,即通过等效替代法可以比较精确测定Rx阻值,故A正确;
B.由电路图可知,无法测得通过Rx的电流,故B错误;
C.由电路图可知,由于A1表内阻未知,且存在分压作用,所以无法比较精确测定Rx的两端电压,则不可以比较精确测定Rx阻值,故C错误。
故选A。
19.(2025·浙江·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,
(1)如图甲双缝安装在图甲 位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
(2)某次测量条纹间距的时候,由于游标卡尺0刻度处标记不清,目镜测量头显示如图乙所示,箭头为游标卡尺与主尺对齐处,则读数为 mm。
(3)如图甲所示,某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为,已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 。
【答案】(1)C
(2)10.70
(3)
【详解】(1)双缝干涉仪从左到右的顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝,因此C位置为双缝。
(2)由图可知,主尺的读数为,游标尺为20分度,故其精确度为
则游标尺的分度值为
其读数为
(3)由题可知,相邻条纹间距为
又因为
解得
20.(2025·浙江·一模)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示,则以下说法正确的是______。
A.双缝应该放置在图1中处
B.实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压,以免灯丝烧坏
C.测量亮纹之间的距离时,读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐
D.如图2所示手轮上的示数为3.185mm,这就是光源发出的光的波长
【答案】BC
【详解】A.双缝应放置在处,故A错误;
B.实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压,以免灯丝烧坏,故B正确;
C.测量亮纹之间的距离时,读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐,故C正确;
D.用双缝干涉实验测波长,应测出N条亮条纹的间距,然后除以N,得出相邻条纹的间距,然后利用求波长,故D错误。
故选BC。
21.(2025·浙江金华·一模)在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好平行玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图(a)所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并插上大头针,使其挡住、的像;接着插上大头针,使其挡住、和的像,用“●”表示大头针的位置,这样大头针、就确定了射入玻璃砖的光线。
(1)正确作出光路图后,测量分界面上的入射角和折射角。多次改变入射角,测得多组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图(b)所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率 (保留两位有效数字)。
(2)如图(c)所示,在实验过程中画出界面后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面画到图中虚线位置,而在作光路图时界面仍为开始所画的,则所测得的折射率将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)1.5
(2)偏大
【详解】(1)根据折射定律
根据图像得
联立解得
(2)如图(c)所示,在实验过程中画出界面后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面画到图中虚线位置,而在作光路图时界面仍为开始所画的,入射角不变,导致折射角偏小,则所测得的折射率将偏大。
22.(2025·浙江绍兴·二模)如图所示,某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率,他在纸上画出三棱镜界面AB和AC,画一条与AB斜交的直线DO1,眼睛对着AC用直尺M瞄准它的像,沿直尺画出O2E。连接O1O2并延长,用圆规截取等长线段O1L和O1P,过L、P两点分别作法线NN'的垂线LK和PQ。
(1)三棱镜折射率为 (用图中线段表示)。
(2)下列哪一项操作可以减小实验误差( )
A.O1点离角A更近一些
B.O1L和O1P截取更长一些
C.用更短的直尺来瞄准直线
【答案】(1)
(2)B
【详解】(1)根据折射率定义有
因为
整理得
(2)A.点离角A更近一些,会使光线在三棱镜内的光路较短,测量误差相对增大,不利于减小误差,故A错误;
B.截取更长一些 ,在测量线段长度计算 折射率时,相对误差会减小,从而可以减小实验误差,故B正确;
C.用更短的直尺来瞄准直线,直尺越短,瞄准过程中产生的角度偏差可能越大,会增大实验误差,故C错误。
故选B。
23.(2025·浙江湖州·三模)用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中
(1)在画玻璃砖边界时,请指出图1中操作不当之处 ;
(2)已画好玻璃砖边界MN、PQ,插上大头针、,使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率,入射光应从图2中玻璃砖 (选填“ae”、“ef”或“fd”)区域射入。(已知玻璃的折射率介于);
(3)接(2)问,插大头针、操作正确,测得、的连线与MN的夹角,如图3所示,则玻璃的折射率 。
【答案】(1)不能直接沿玻璃砖画边界
(2)fd
(3)
【详解】(1)不能在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面,这样会污染和磨损玻璃砖。
(2)玻璃的折射率介于,则临界角的正弦值范围为
若段射入,由几何关系可知,光线在边上的入射角为大于临界角,发生全反射,不能测出玻璃的折射率;若段射入,光线将从边垂直射出,不能测出玻璃的折射率;若段射入,由几何关系可知,光线在边上的入射角为小于临界角,能过从边折射出光线,可以测出玻璃的折射率。则入射光应从图2中玻璃砖区域射入。
(3)补全光路图,如图所示
由几何关系可得,
由折射定律可得,玻璃的折射率
24.(2025·浙江宁波·三模)(1)某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示,两镜面相交于垂直于纸面的线,且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜,能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验,下列说法正确的是________(多选)
A.光屏上观察到的条纹是等间距的
B.光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源
C.其他条件不变,仅把光屏右移,光屏上的条纹间距会变大
D.若把两镜面间的夹角增大到,光屏上仍可观察到明暗相间的条纹
(2)另一组同学在做“薄膜干涉”实验时,分别用红光和蓝光照射薄膜,形成的干涉图样如图2中A和B所示,其中图 (选填“A”或“B”)是红光形成的干涉图样。
【答案】(1)ABC
(2)B
【详解】(1)A.该实验类似于双缝干涉实验,在双缝干涉现象中,相邻明条纹(或暗条纹)的间距是相等的 ,所以光屏上观察到的条纹是等间距的,故A正确;
BD.同一光源发出的光的频率相同、相差恒定,经过两平面镜反射后成为相干光,光源S关于两平面镜的虚像可视为两个相干光源;若把两镜面间的夹角增大到,两反射光将不会再光屏上相遇,因此光屏上不能观察到明暗相间的条纹,故B正确,D错误;
C.根据双缝干涉条纹间距公式
可知,其他条件不变, 仅把光屏右移,相当于增大了双缝到屏的距离L,光屏上的条纹间距会变大,故C正确。
故选ABC。
(2)红光的波长大于蓝光的波长,根据双缝干涉条纹间距公式
可知,分别用红光和蓝光照射薄膜,红光的条纹间距比蓝光的大,因此形成的干涉图中图B是红光形成的干涉图样。
故选B。
25.(2025·浙江绍兴·三模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。
(1)下列说法正确的是( )
A.上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行
B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中
C.转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行
D.仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大
(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)B
(2)CD
【详解】(1)A.左右拨动拨杆可使单缝与双缝平行,故A错误;
B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中,故B正确;
C.转动测量头可使条纹与分划板竖直刻线平行,故C错误;
D.根据可知,仅将红色滤光片改为绿色滤光片,波长减小,则条纹间距将变小,故D错误。
故选B。
(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹应保持竖直且与分划板的中心刻线平行,分划板的中心刻线处于光屏中心。
故选CD。
试卷第20页,共20页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
13中小学教育资源及组卷应用平台
专题17 电学及光学实验
1.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是 (选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像 ,由此求得电动势 V,内阻 。(结果均保留到小数点后两位)
次数 1 2 3 4 5
U/V 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15
I/A 0.14 0.22 0.30 0.37 0.45
2.(2025·浙江·高考真题)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”);
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下 (保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。
3.(2024·浙江·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱()、一节干电池、微安表(量程,零刻度在中间位置)、电容器(、)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 (计算结果保留两位有效数字)。
4.(2023·浙江·高考真题)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正确连接后,某次测量中电压表指针位置如图2所示,其示数为 V。
(2)测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上,用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。(计算结果均保留两位小数)
5.(2022·浙江·高考真题)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为 ·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
6.(2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数,电流表的示数如图2所示,其读数 A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:
①器材间连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图 ;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻 。此方法 (填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是 。
7.(2021·浙江·高考真题)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,
(1)用如图1所示的电路图测量,得到的一条实验数据拟合线如图2所示,则该电池的电动势E= V(保留3位有效数字);内阻r= (保留2位有效数字);
(2)现有如图3所示的实验器材,照片中电阻箱阻值可调范围为0~9999Ω,滑动变阻器阻值变化范围为0~10Ω,电流表G的量程为0~3mA、内阻为200Ω,电压表的量程有0~3V和0~15V。请在图3中选择合适的器材,在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。
8.(2024·浙江·高考真题)如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住 (选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置 (选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n= 。
9.(2021·浙江·高考真题)小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时,发现只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r, 并写出折射率n的计算式 。
1.(2025·浙江·一模)某同学为测量一个电容标识不清的电解电容器的电容,设计了图甲所示电路,所用电压表量程为。
(1)图乙实物连线已完成一部分,请用笔画线代替导线在图乙中把实物连线补充完整。
(2)实验时,某同学先断开,闭合,调整滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图丙所示,电压表示数为 V;接着闭合,通过电流传感器得到电容器充电过程的图像如图丁所示,则该电容器的电容约为 F(计算结果保留2位有效数字);
(3)情况I:断开,闭合,滑动变阻器滑片P向a移至某一位置,再闭合,充满电后再断开;
情况II:断开,闭合,滑动变阻器滑片P向b移至某一位置,再闭合,充满电后再断开;
若不计电流传感器内阻、电压表可视为理想电压表,则上述两情况在断开后流过电流传感器的电流随时间变化的图像,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·浙江·一模)在“测定电池的电动势和内阻”实验中:
除一节待测干电池、开关和导线外,还提供如下器材
A.电流表(量程为300mA,内阻为)
B.电压表(量程为6V,内阻为)
C.电压表(量程为3V,内阻为)
D.电阻箱(阻值可调范围)
E.滑动变阻器(阻值变化范围)
(1)一同学设计的如下电路图,为测量结果尽可能精确,则图中电表应选择 (选填“A”、“B”或“C”),所测物理量记为或;可变电阻应选择 (选填“D”或“E”),其对应阻值记为。
(2)正确操作后,利用测得的数据拟合得到如上所示的图线,则上图坐标系纵轴所表示的物理量为 (结果用、或表示);
通过拟合得到的直线,其斜率为、纵坐标截距为,通过斜率和截距的表达式,最终求得电池的电动势与内阻分别为、。则斜率的表达式 ,截距的表达式 (结果均用、及题中所给的必要物理量对应的字母表示)。
3.(2025·浙江·一模)按要求完成下列填空;
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻,如图甲所示。
①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡,正确欧姆调零后进行测量,则黑表笔应接电压表的 (填“-”或“3”)接线柱。
②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时,与测3V挡的电阻时相比,测15V挡时欧姆表指针偏角 (填“变小”、“变大”或“不变”),电压表指针偏角 (填“变小”、“变大”或“不变”)
(2)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量,可以消除这种系统误差。
该实验的第一步是:闭合电键,将电键接1,调节滑动变阻器和,使两电表指针指示在合适位置,记录此时两电表读数、;
第二步是:保持的滑片位置不动,适当调节另一滑动变阻器,使两电表指针指示在合适位置,将电键接2,记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是 。
4.(2025·浙江·一模)(1)某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计的内阻,滑动变阻器应 (填“远大于”或“远小于”);
实验步骤如下:
①实验时,先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使得的示数为;
②保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使得的示数为,此时电阻箱的示数如图乙所示,则的内阻为 ;
根据实验方案可知:该实验中的内阻测量值 (选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势和内阻,其中是辅助电源。
实验步骤如下:
①闭合开关、,调节和,使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值, ,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组和,根据所得数据作出图像如图丁所示;
由图丁可得:电源电动势 V,内阻 (结果均保留2位小数),本实验中电表内阻对电源内阻的测量 (填“有”或“没有”)影响。
5.(2025·浙江·一模)由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一材质混合均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×100”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为 Ω。
(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E=6V,内阻可忽略,电压表量程0~6V,内阻约10kΩ,电流表量程0~6mA,内阻约10Ω。实验中要求待测水泥块两端的电压从零开始变化,在图2中完成余下导线的连接 。
(3)如图2,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率ρ= (用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R,算出对应的电阻率ρ,作出ρ-F图像如图3所示。
(5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压小于或等于3V时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在 两端(填“”或“”)。
(6)若电源使用时间过长,电动势变小,上压力大于或等于时,报警器启动,则 (填“大于”“小于”或“等于”)。
6.(2025·浙江嘉兴·一模)在“练习使用多用电表”实验中,某同学查询到某一型号多用电表的内部电路示意图如图所示:
(1)图中“”六个挡位可用于测电阻的是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.B表笔是红表笔
B.选择“5”挡位时为小量程电压表
C.选择“2”挡位时为大量程电流表
D.使用欧姆表时其不同挡位内阻不同
7.(2025·浙江金华·一模)某实验小组描绘一个标有“10V 0.5A”的电学元件L的伏安特性曲线,可供选择的实验器材如下:
A.电源(电动势为50V,内阻为)
B.电压表(量程为0~50V,内阻约为)
C.电压表(量程为0~40V,内阻约为)
D.定值电阻
E.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为2A)
F.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器(最大阻值为,允许通过的最大电流为0.5A)
H.开关一个,导线若干
回答下列问题:
(1)为了便于取得多个数据,实验中滑动变阻器应选用 。
(2)为了测量及读数方便,下列四个电路图中最合理的是_________。
A. B.
C. D.
(3)如图为通过实验描绘的该元件的图像,现将40个这样的电学元件并联后再接到本实验所提供的电源两端,则每个电学元件的电功率约为 W。(保留2位有效数字)
8.(2025·浙江温州·一模)某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝电阻率,实验室提供下列器材:
电池组(3V,内阻不计)
电流表(0~0.3A,内阻RA=0.3Ω)
电压表(0~3V,内阻约为2kΩ)
滑动变阻器A(0~10Ω)
滑动变阻器B(0~200Ω)
开关、导线若干。
(1)先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d= mm;再用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该金属丝的阻值约为 Ω;
(2)要求测量结果尽量准确,使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应该选择 (填“A”或“B”)。实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路,选择最合理的电路图 ;
A.B.C. D.
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,测出多组电压表的示数U和电流表的示数I,作I-U图像,得到图像的斜率为k,若金属丝的长为L,则金属丝的电阻率ρ= (用k、d、L、RA表示),不考虑偶然误差,由于电表内阻引起的系统误差,使测得的电阻率与实际值相比 (填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
9.(2025·浙江嘉兴·一模)某兴趣小组对“2B”、“2H”两种不同型号的笔芯电阻率进行测量,设计了如图1所示电路(电压表右端尚未接入电路)。实验器材有:电源E(0~6V),滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流2A),电压表(3V,内阻3kΩ),电流表(3A,内阻未知),待测笔芯Rx(“2B”,“2H”两种型号),螺旋测微器,开关、导线若干。
(1)使用螺旋测微器测量笔芯直径,某次测量如图2所示,该读数为 。
(2)调节滑动变阻器滑片到合适位置,闭合开关S,电压表右端先后连接“1”、“2”端点后,观察到电压表示数变化比电流表变化更明显,则测量笔芯电阻时电压表右端应连接 点(选填“1”或“2”)。
(3)实验室选用的两种笔芯长度和直径均相同,正确连接电路后,测得两种型号笔芯的I-U图像如图3所示,则“2B”型号笔芯的电阻R2B= (保留三位有效数字);则导电性能“2B”笔芯 (选填“优于”或“劣于”)“2H”笔芯。
10.(2025·浙江湖州·一模)光敏电阻在光照下的阻值范围通常在几千欧到几十千欧之间。为了测量其阻值,实验室提供如下器材
A.光敏电阻
B.干电池
C.电压表V(0-3V,内阻)
D.滑动变阻器
E.电阻箱()
F.单刀单掷开关、单刀双掷开关各1个,导线若干
(1)在图1电路中,
①先调节的滑片P至滑动变阻器的 (选填“最左端”、“中间”或“最右端”),
②闭合,调节滑片P至合适的位置不动,再将先后打到“1”、“2”,调节,使两次电压表示数相等,则 (选填“”、“”或“”)。
(2)在图2电路中,
①要使ab两端电压在实验过程中基本不变,的阻值 (选填“适当大些”、“适当小些”或“任意大小”);
②闭合,调节的滑片P至合适的位置不动,测量时先后打到“1”、“2”,电压表的示数分别为、,则 (用、、和表示);
(3)在合理操作的情况下,图2电路测得的 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图1电路测得的。
11.(2025·浙江杭州·一模)某兴趣小组要测量一个未知电阻,的阻值,实验室提供的器材如下:
A、多用电表
B、恒压电源(输出电压为3V)
C、电压表(量程0~3V,内阻约为1kΩ)
D、电流表(量程0~3mA,内阻约为40Ω)
E、滑动变阻器(最大阻值20Ω)
F、定值电阻、电阻箱R、灵敏电流表G
G、开关及导线若干
(1)该小组先用多用电表的电阻挡粗测的阻值。选用“×10”挡试测时,指针如图a所示,于是决定换用 (选填“×1”或“×100”)倍率。换用另一倍率后,重新进行欧姆调零,方可再次进行测量指针如图b所示,测量值为 Ω。
(2)接下来该小组采用伏安法继续测量。
①为使电阻的测量结果尽量准确且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,应选择以下哪个电路进行测量? 。
②下列关于伏安法测电阻实验误差的说法正确的是
A、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
B、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
C、用U-I图像处理数据求电阻可以减小偶然误差
D、该小组选用合理电路进行测量,的测量值小于真实值
(3)该小组又采用了实验电路如图c测量,连接好电路,先将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,调节滑动变阻器滑片位置,再调节电阻箱的阻值,直到灵敏电流表G的示数为零,读出此时电阻箱阻值R,和均为阻值已知的定值电阻,由以上数据可得的阻值为 (用题中给的物理量的字母表示)。
12.(2025·浙江·模拟预测)某实验小组想测量量程为3V的电压表V1的确切内阻:
(1)某同学用多用电表的欧姆挡测量。测量电路如图甲所示,红表笔应和电压表的 接线柱相连(选填“+”或“-”)。多用电表的倍率开关拨至“×1k”位置上,规范操作后,指针稳定在如图乙所示的位置,其阻值为 kΩ。
(2)另一位同学准备用以下实验器材进行测量,请你帮他设计一个合理的电路,将电路图画在答题卡空方格内,并在电路图上标出相应的仪器符号。
电压表V2(15V为100kΩ),电流表A1(10mA约为10Ω),
电流表A2(0.6A约为1Ω),滑动变阻器R(0~1kΩ),
电源E1(20V内阻很小),电源E2(3V内阻很小),
电键K(1个),导线(若干)
13.(2025·浙江宁波·模拟预测)某同学将电源、电阻箱、电容器、电流表、数字电压表以及开关组装成图1所示的电路进行实验,观察电容器充电过程。实验仪器如下:电源(电压为4.5V,内阻不计);电容器(额定电压为16V);电流表(量程为0~500μA,内阻500Ω);数字电压表(量程为0~10V);电阻箱(阻值0~9999Ω)。
(1)电路连接完毕后如图2所示,为保证电表使用安全,在开关闭合前必须要完成的实验步骤是 。
(2)将开关S闭合,观察到某时刻电流表示数如图3所示,其读数为 μA。
(3)记录开关闭合后电流随时间变化的图线如图4所示,小明数出曲线下围成的格子数有225格,则电容C大小为 μF。
(4)由于数字式电压表内阻并不是无穷大,考虑到此因素的影响,(3)问中电容的测量结果与真实值相比是 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”),请简要说明理由 。
(5)当电阻箱的阻值为R时,充电图像如图5中a曲线所示。若将定值电阻增大为1.3R,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5中的曲线 (选填“b”或“c”)。
14.(2025·浙江·三模)某实验小组同学利用以下器材改装成多用电表,图示是该多用电表的部分改装电路,通过调节开关S所接位置,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率,实验器材如下:
A.一节干电池(电动势E=1.54V内阻不变):
B.灵敏电流表G(满偏电流Ig=2mA,内阻Rg=100Ω);
C.定值电阻R0=25Ω;
D.滑动变阻器R1;
E.电阻箱R(最大阻值为999.9Ω);
F.单刀双掷开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)该多用电表,P插孔对应的是 (填“+”或“-”)。
(2)当开关S掷向 (填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”。
(3)要使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率,电阻箱R的阻值应为 Ω,灵敏电流表G刻度盘正中央对应的刻度为 。
15.(2025·浙江·三模)某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供了下列器材:
A.多用电表(电压挡量程2.5V,内阻未知);
B.毫安表(量程200mA,内阻为);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器;
F.电键和导线若干。
根据提供的器材,设计电路如图1所示。
(1)将毫安表与定值电阻改装成电流表如虚线框中所示,改装后的量程为 A;
(2)为了精确测量,图中多用电表的右边表笔应接到 (选填“”或“”)处;
(3)闭合电键,调节滑动变阻器滑片,多次记录多用电表的示数、毫安表的示数。其中一次测量时多用电表示数如图2所示,其读数为 V。
(4)作图线如图3所示,该干电池电动势 V;内阻 (以上结果均保留三位有效数字)。
16.(2025·浙江绍兴·模拟预测)为了测量某电池的电动势和内电阻,实验室提供了下列器材:
A.待测电池
B.电流表G(量程50mA,内阻Rg=18Ω)
C.电阻箱R1(阻值0~999.9Ω)
D.定值电阻R0=15Ω
E.开关S和导线若干
F.多用电表
(1)为粗略测量电源电动势,小明先用多用电表直流电压10V挡与电源直接相连,示数如图1所示,读数为 V。
(2)将电阻箱R1与电流表G并联,将电流表量程扩大为原来的10倍,则电阻箱R1的阻值应调为 Ω。正确调整R1的阻值后,将电流表G的表头重新标度为电流表A。
(3)①小明设计了如图2所示电路,多用电表调至直流电压档位,当c端分别接a、b两点测得两组数据,在坐标系上描点、连线如图3所示,接b点对应图3中的 (填“甲”或“乙”);
②小明又利用扩大量程后的电流表A设计了图4电路,定值电阻R0在电路中的作用是保护电路;正确进行实验操作,得到了多组电流表A的示数I和电阻箱的电阻R的数据,并绘制出如图所示的 (选填“I R”、“R I”,“”或“”)图像。
③若图4中斜率为k,纵截距为 b,根据图像得出电池的电动势E= ,内阻r= 。(结果用k、b、R0、Rg的形式表示)。
17.(2025·浙江金华·三模)某电学元件(最大电流不超过6mA,最大电压不超过7V),某同学为了探究它的伏安特性,设计了如下电路(电压表未画出),在实验室他找到了阻值为的定值电阻R用于限流;电动势E为12V内阻可不计的电源;一只量程为10mA,内阻为5Ω的电流表;一只量程为2V,内阻为的电压表;两个滑动变阻器。
(1)若两个滑动变阻器参数如下:
a.阻值0到200Ω,额定电流0.3A
b.阻值0到20Ω,额定电流0.5A
实验中应选的滑动变阻器是 (填“a”或“b”)。
(2)这位同学计划将量程为2V,内阻为的电压表改装成量程为10V的电压表,他需要完成的操作是 (填完整的改装措施)。
(3)正确接线后,测得数据如下表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U (V) 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40
I (mA) 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50
根据以上数据,改装后的电压表应并联在M与 之间(填“O”或“P”)。
(4)解读表中的数据画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图。
18.(2025·浙江绍兴·二模)为尽可能精确测定待测电阻Rx的阻值(约为200Ω),准备器材如下:
电池组E(电动势3V,内阻不计);
电流表A1(量程0~15mA,内阻约为100Ω);
电流表A2(量程0~300μA,内阻为1000Ω);
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流2A);
电阻箱R2(阻值范围0~9999.9Ω,额定电流1A);
开关、导线若干。
(1)如图所示的电路中,将电阻箱R2的阻值调到9000Ω,在a、b两处分别接入电流表,其中在a处接入的电流表为 (填写器材代号)。
(2)调节滑动变阻器R1,其中一只电流表的示数如图所示,其示数为 mA;此时另一只电流表的示数为150μA,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;(保留三位有效数字)
(3)利用提供的实验器材,以下电路设计方案中也能够比较精确测定Rx阻值的是( )
A. B. C.
19.(2025·浙江·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,
(1)如图甲双缝安装在图甲 位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
(2)某次测量条纹间距的时候,由于游标卡尺0刻度处标记不清,目镜测量头显示如图乙所示,箭头为游标卡尺与主尺对齐处,则读数为 mm。
(3)如图甲所示,某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为,已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 。
20.(2025·浙江·一模)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示,则以下说法正确的是______。
A.双缝应该放置在图1中处
B.实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压,以免灯丝烧坏
C.测量亮纹之间的距离时,读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐
D.如图2所示手轮上的示数为3.185mm,这就是光源发出的光的波长
21.(2025·浙江金华·一模)在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好平行玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图(a)所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并插上大头针,使其挡住、的像;接着插上大头针,使其挡住、和的像,用“●”表示大头针的位置,这样大头针、就确定了射入玻璃砖的光线。
(1)正确作出光路图后,测量分界面上的入射角和折射角。多次改变入射角,测得多组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图(b)所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率 (保留两位有效数字)。
(2)如图(c)所示,在实验过程中画出界面后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面画到图中虚线位置,而在作光路图时界面仍为开始所画的,则所测得的折射率将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
22.(2025·浙江绍兴·二模)如图所示,某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率,他在纸上画出三棱镜界面AB和AC,画一条与AB斜交的直线DO1,眼睛对着AC用直尺M瞄准它的像,沿直尺画出O2E。连接O1O2并延长,用圆规截取等长线段O1L和O1P,过L、P两点分别作法线NN'的垂线LK和PQ。
(1)三棱镜折射率为 (用图中线段表示)。
(2)下列哪一项操作可以减小实验误差( )
A.O1点离角A更近一些
B.O1L和O1P截取更长一些
C.用更短的直尺来瞄准直线
23.(2025·浙江湖州·三模)用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中
(1)在画玻璃砖边界时,请指出图1中操作不当之处 ;
(2)已画好玻璃砖边界MN、PQ,插上大头针、,使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率,入射光应从图2中玻璃砖 (选填“ae”、“ef”或“fd”)区域射入。(已知玻璃的折射率介于);
(3)接(2)问,插大头针、操作正确,测得、的连线与MN的夹角,如图3所示,则玻璃的折射率 。
24.(2025·浙江宁波·三模)(1)某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示,两镜面相交于垂直于纸面的线,且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜,能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验,下列说法正确的是________(多选)
A.光屏上观察到的条纹是等间距的
B.光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源
C.其他条件不变,仅把光屏右移,光屏上的条纹间距会变大
D.若把两镜面间的夹角增大到,光屏上仍可观察到明暗相间的条纹
(2)另一组同学在做“薄膜干涉”实验时,分别用红光和蓝光照射薄膜,形成的干涉图样如图2中A和B所示,其中图 (选填“A”或“B”)是红光形成的干涉图样。
25.(2025·浙江绍兴·三模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。
(1)下列说法正确的是( )
A.上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行
B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中
C.转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行
D.仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大
(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是( )
A. B.
C. D.
试卷第20页,共20页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
13