知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．一个小灯泡的额定电压为2.0V．额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．
A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计；
B．电压表V₁：量程为0～3V，内阻约为1KΩ
C．电压表V₂：量程为0～15V，内阻约为4KΩ
D．电流表A₁：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω；
E．电流表A₂：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω；
F．滑动变阻器R₁：最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A；
G．滑动变阻器R₂：最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A；
H．滑动变阻器R₃：最大阻值为l50Ω，额定电流为1.0A；
I．开关S，导线若干．
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A	0.00	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0.00	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）实验中电压表应选用 ______ ；电流表应选用 ______ ；滑动变阻器应选用 ______ （请填写选项前对应的字母）．
（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图1中把还需要连接的导线补上．
（3）在图2坐标中画出小灯泡的U-I曲线．并简述该图线不是直线的主要原因 ______ ．
（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为 ______ （保留两位有效数字）．

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2．要测量一个“12V、5W”的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材：
A、电源：12V，内阻不计；
B、电流表A₁：0～0.6A，内阻很小
C、电流表A₂：0～3A，内阻很小
D、电压表V₁：0～3V，内阻很大；
E、电压表V₂：0～15V，内阻很大
F、滑动变阻器；阻值范围0～20Ω，允许最大电流1A
G、开关一个，导线若干，待测灯泡．
实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V．
（1）完成该实验，需要选择的仪器有 ______ ．（填选项）
（2）请在下框中画出实验电路图．

（3）按画出的电路图，在图1的实物图上连接．
（4）某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．某次测量时，电流表指针位置如图3所示，电流表读数为 ______ A，此时小灯泡的实际功率为 ______ W．

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3．某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R₁的伏安特性曲线．
（1）首先将多用电表的选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置粗略测量电阻值，电表指针如图1所示，这时指针所示被测电阻的阻值应为 ______ Ω．

（2）现在通过实验描绘这个电子元件的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，现有电源（电动势6V，内阻不计）、电流表G（0-500μA，内阻1000Ω）、定值电阻R₀、开关和导线若干，其他可供选用的器材如下：
A．电流表A（0～50mA，内阻约5Ω）
B．电流表A′（0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
C．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流1.0A）
D．滑动变阻器R′（0～50Ω，额定电流0.2A）
①为了测定该电子元件的电压，可以将电流表G串联定值电阻的阻值R₀= ______ Ω，将其改装成一个量程为6.0V的电压表；
②根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“”表示）（请画在图2方框内）；
③为减小测量误差并便于操作，实验中电流表应选用 ______ ，滑动变阻器应选用 ______ （选填器材前的字母）．

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4．小南同学在老师做了“探究产生电磁感应的条件”实验后，对实验用的线圈产生了兴趣，想知道绕线圈所用铜丝的长度．他上网查得铜的电阻率为1.7×10^-8Ω•m，测算出铜丝（不含外面的绝缘漆层）的横截面积为5×10^-8m²，而后想用伏安法测出该线圈的电阻，从而计算得到铜丝的长度．

（1）先用多用电表粗测线圈的电阻，选择开关的位置和测量时表盘指针的位置如图甲所示，则该线圈的阻值大约为    Ω；

（2）再进一步测量线圈的电阻，实验室提供了10V学生电源，“5Ω，3A”的滑动变阻器，量程0-0.6A-3.0A双量程电流表，量程0-3V-15V双量程电压表，导线若干．小南同学按步骤连接好电路后进行测量，他将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端，电流表指针从如图乙位置变化到图丙位置所示，请读出图乙的示数为    A，试分析小南此次实验选用的电路为图丁中电路图    ．（填①或②）

（3）小南选择合适的电路图后得到了多组数据，并将点迹描绘在图戊的I-U坐标系中，请在图中描绘出线圈的伏安特性曲线，并求得该线圈导线的长度为    ．

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5．二极管是一种半导体元件，它的符号为，其特点是具有单向导电性#，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大；
（1）某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线，因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻；其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端，红表笔接触右端时，指针偏角比较小；然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断 ______ 端为二极管的正极（选填“左”、“右”）；

（2）厂家提供的伏安特性曲线如图1；为了验证厂家提供的数据，该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：
A．直流电源E：电动势5V，内阻忽略不计；
B．直流电源E：电动势7V，内阻忽略不计；
C．滑动变阻器R：0-20Ω；
D．电压表V₁：量程45V，内阻约500kΩ；
E．电压表 V₂：量程3V，内阻约20kΩ；
F．电流表uA：量程300uA，内阻约400Ω；
G．电流表mA：量程50mA，内阻约5Ω；
D．待测二极管D；
I．单刀单掷开关H，导线若干
（1）为了提高测量结果的准确度，选用的器材 ______ （填序号字母）
（2）为了达到测量目的，请在图2虚线框内画出正确的实验电路原理图；
（3）为了保护二极管，反向电压不要达到40V，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议： ______ ．

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6．某实验小组想描绘标有“12V，6W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室中只提供了下列器材：
A．安培表A₁量程（0-0.5A；r₁=0.5Ω）；
B．安培表A₂量程（0-0.6A；r₁≈0.3Ω）；
C．电阻箱R（0-999.9Ω）；
D．滑动变阻器R₁（0-10Ω；5A）
E．电源电动势15V；内阻不计；电键一个，导线若干．
为了减小描绘小灯泡在0-12V电压下的伏安特性曲线的误差，要求电表的读数既要不超过表盘的最大刻度，又要求读数最大值达到满刻度的一半以上，请你完成以下项目：
（1）设计一个满足要求的实验电路图，画在如图虚线框内．
（2）若安培表A₁的读数为I₁，其内阻为r₁，安培表A₂的读数为I₂，电阻箱的阻值为R，写出灯泡两端电压U的表达式 ______ ．

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7．在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：
A．电压表V₁ （0～5V，内阻很大）
B．电压表V₂（0～9V，内阻很大）
C．电流表A₁（0～50mA，内阻很小）
D．电流表A₂（0～300mA，内阻很小）
E．滑动变阻器R₁（0～60Ω）
F．滑动变阻器R₂（0～2kΩ）
G．直流电源E
H．开关S及导线若干
I．小灯泡（U_额=5V）
某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端．移动过程中发现小灯末曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U-I关系图象如图甲所示．
（1）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表 ______ （选填器材代号“A”或“B”），电流表 ______ （选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器 ______ （选填器材代号“E”或“F”）．
（2）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图．
（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为 ______ V，内阻为 ______ Ω．
（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连．则每个小灯消耗的实际功率为 ______ W（结果保留两位有效数字）．

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8．（2011•河东区一模）（1）一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量为m=1.5×10³kg，则汽车运行时的功率为    kW，所受到的阻力为    N．
（2）某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．
①做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t₁、△t₂；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块加速度的表达式a=    ．（以上表达式均用已知字母表示）．
如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为    mm．

②为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
（3）（8分）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究．他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的．我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电．某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：

U/V 0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00

I/A 0.00 0.10 0.18 0.28 0.38 0.48
实验室提供如下器材：
A．电流表A₁（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）
B．电流表A₂（量程3A，内阻约为0.1Ω）
C．电压表V₁（量程3V，内阻3kΩ）
D．电压表V₂（量程15V，内阻15kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R₂（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
①除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E（6V）、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有    （填选项前字母）；
②在虚线方框中画出实验电路图；
③根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线．

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9．（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示，两侧脚间狭缝的宽度为    mm．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹．如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变    ．

（2）某同学用图2所示电路，测绘标称“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A₁（量程100mA，内阻约2Ω）；A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；
电压表：V₁（量程5V，内阻约5kΩ）；V₂（量程15V，内阻约15kΩ）；
滑动变阻器：R₁（阻值范围0～10Ω）；R₂（阻值范围0～2kΩ）；
电源：E₁（电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω）；E₂（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）；
为了调节方便，测量准确，试验中应选用电流表    ，电压表    ．滑动变阻器    ，电源    ；（填器材的符号）
②根据试验数据，计算并描绘处R-U的图象如图3所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为    Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为    Ω，灯泡实际消耗的电功率为    W．
③根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的    ．

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