2025版衡水中学学案高考物理二轮专题与专项第1部分专题7第17讲含答案及解析

第一部分专题起第17讲A组·基础练1.(多选)(2024·北京卷)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。关于本实验，下列说法正确的是________(填选项前的字母)。A．需要记录感应电流的大小B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关【答案】BC【解析】本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误；本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确；由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，故C正确。故选BC。2.(2024·海南卷)用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S1、开关S2、导线若干。(1)闭合开关S2，将S1接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3V。在此过程中，电流表的示数________(填选项标号)A．一直稳定在某一数值B．先增大，后逐渐减小为零C．先增大，后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S2、S1，将电流表更换成电流传感器，再将S1接2，此时通过定值电阻R的电流方向________(选填“a→b”或“b→a”)，通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I－t图像，如图b，t＝2s时I＝1.10mA，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出R＝________kΩ(保留2位有效数字)。【答案】(1)B(2)a→b5.2【解析】(1)电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大至某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。故选B。(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将S1接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向a→b；t＝2s时I＝1.10mA可知此时电容器两端的电压为U2＝IR，电容器开始放电前两端电压为12.3V，根据I－t图像与横轴围成的面积表示放电量可得0～2s间的放电量为Q1＝ΔU·C＝(12.3－1.10×10－3×R)C,2s后到放电结束期间放电量为Q2＝ΔU′·C＝1.10×10－3·RC，根据题意eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(8,7)，解得R＝5.2kΩ。B组·综合练3.(2024·浙江6月选考)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用________挡(选填“×10”或“×1k”)重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管________(选填“正极”或“负极”)。(2)图(A)是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接________接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”)，Q应连接________接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图(B)所示，则电流I＝________mA。(3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图(C)所示，说明该二极管是________元件(选填“线性”或“非线性”)，正常发光时电压在________V范围。【答案】(1)×1k负极(2)ad45.0(3)非线性1.9～2.5【解析】(1)指针未偏转，说明可能电阻过大，应换用×1k挡继续实验；根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。(2)实现电压可从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，P应连接a；根据图C可知电压表选取0～3V量程，故Q接d；多用电表量程为50mA，分度值为1mA，需要估读到0.1mA，故电表的读数为4×10mA＋5×1mA＋0×0.1mA＝45.0mA。(3)根据图像可知I随U非线性变化，故说明该二极管是非线性元件，根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9～2.5V范围。4.(2024·甘肃卷)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程1.5V，内阻约为1.5kΩ)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。(1)考虑电流表内阻影响①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝________Ω(保留2位有效数字)；②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E＝U＋________(用I、r和RA表示)；③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像。则待测干电池电动势E＝________V(保留3位有效数字)、内阻r＝________Ω(保留1位小数)。(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________(单选，填正确答案标号)。A．电路设计会损坏仪器B．滑动变阻器接法错误C．电压太大无法读数D．电流太小无法读数【答案】(1)1.0I(r＋RA)1.401.0(2)D【解析】(1)由图2可知，电压表读数为U＝0.60V电流表读数为I＝0.58A根据欧姆定律可得电流表内阻为RA＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.60,0.58)Ω≈1.0Ω由闭合电路的欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为E＝U＋I(r＋RA)将E＝U＋I(r＋RA)变形为U＝－(r＋RA)I＋E根据图像可知，纵截距b＝E＝1.40V斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝eq\f(1.40－1.00,0.20－0)Ω＝2.0Ω所以待测干电池电动势为E＝1.40V电源内阻为r＝1.0Ω。(2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。故选D。5.(2024·新课标全国卷)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5V)，电压表V1(量程5V，内阻约3kΩ)，定值电阻R0(阻值为800Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，开关S，导线若干。完成下列填空：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。A．将红、黑表笔短接B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”“×100”或“×1k”)位置，重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为________kΩ(结果保留1位小数)。(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端；(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表V1，待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)；(4)测量得到U1＝4.20V，U＝2.78V，则待测电压表内阻RV＝________kΩ(结果保留3位有效数字)。【答案】(1)CAB负极、正极×1001.6(2)R1a(3)eq\f(UR0,U1－U)(4)1.57【解析】(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项：将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项：调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为CAB。由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连；读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“×1k”倍率又过大，故应选择欧姆挡“×100”的位置；测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为R＝16.0×100Ω＝1.6kΩ。(2)图(b)所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即R1；为保护电路，且测量电路部分电压从零开始调节，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。(3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为I＝eq\f(U1－U,R0)根据欧姆定律得待测电压表的阻值为RV＝eq\f(U,I)＝eq\f(UR0,U1－U)。(4)测量得到U1＝4.20V，U＝2.78V，带入待测电压表的阻值表达式RV＝eq\f(UR0,U1－U)则待测电压表内阻RV＝eq\f(2.78×800,4.20－2.78)Ω≈1566Ω≈1.57kΩ。6.(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有：电源E(电动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大)；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。(1)电路连接。图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线。(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。①将图甲中R的滑片置于________端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小；②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示，读数U1为________V，U2的示数为1.17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(填“较大”或“较小”)；③断开S。(3)光源跟踪测试。①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2；②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1<U2，图乙中的电动机带动电池板________(填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至________时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。【答案】(1)见解析