- 二一组卷

题型：实验探究题题类：模拟题难易度：普通

江西省南昌市2019届高三下学期理综物理4月第二次模拟考试试卷

某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为≥200Ω.m）．图甲为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长a= 40cm，宽b=20cm，高c=l0cm．他将水样注满容器后设计实验进行测量．

（1）、他用实验室中的下列器材来精确测量所取水样酌电阻

A．电流表(量程5mA，电阻R_A=800Ω)

B．电压表(量程15V，电阻R_v约为10.0kΩ)

C．滑动变阻器(0-20Ω，额定电流1A)

D．电源（12V，内阻约10Ω）

E．开关一只、导线若干

请用笔画线代替导线帮他在图乙中完成电路连接；

（2）、正确连接电路后，这位同学闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量得出一系列数据如下表所示，请你在图丙的坐标系中作出U-I关系图线；

（3）、由U-I图线求出待测水样的电阻为Ω，算出所测水样的电阻率，可以判断这一指标上水样（选填“达标”或“不达标”）．

举一反三

在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R_x约为5Ω，实验室备有下列实验器材

A．电压表V₁（量程0～3V，内阻约为15kΩ）

B．电压表V₂（量程0～15V，内阻约为75kΩ）

C．电流表A₁（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）

D．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为11Ω）

E．变阻器R₁（0～100Ω，0.6A）

F．变阻器R₂（0～2 000Ω，0.1A）

G．电池组E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）

H．开关S，导线若干

有一根细长且均匀的空心金属管线，样品横截面如图1所示，长约30cm，电阻约为5Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现在要尽可能精确测定它的内径d．

某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。

小明在网络上看到了2B铅笔造假的新闻，新闻中提到假笔芯的碳含量较低，他猜想假笔芯的电阻率应该比真笔芯要低，为了证明猜想他找来了圆柱形的假笔芯样品进行实验。

（1）小明用刻度尺测量并截取了一段 $\text{[math]}$ 长的笔芯，并用螺旋测微器测量笔芯的直径，如图A所示，其读数为 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#}mm。

（2）小明先使用如图B所示的实验电路，测出铅笔芯的几组电流、电压数据后描到U-I图上，并描出实验图线。然后又将电流表改为内接，重复实验并同样描出实验图线。得到2条U-I图线如图C所示。根据实验图线分析可知，该实验电流表应采用{#blank#}2{#/blank#}（填写“外接法”或“内接法”）才能使测量值误差更小，该笔芯电阻较准确的测量值为 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）。

（3）根据以上测量可以计算出假笔芯样品的电阻率，使用的计算式为 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}（用l、d、R等物理量表示）。

物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。

电热水器防触电装置原理是：当热水器内胆中的水加上电压时，隔电墙通过增加水流路径的长度和减少水流直径，增加水流的电阻，从而降低电流至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置，需先测量自来水的电阻率，再进行合理设计。

（1）如图（a）所示，在绝缘圆柱体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，测出圆柱体的内直径 $\text{[math]}$ 和两电极间的距离 $\text{[math]}$ ，将自来水灌满其中。

（2）将单刀双掷开关接通线路1，此时电压表 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ，再将单刀双掷开关接通线路2，此时电压表 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ，电阻箱示数为R，其中定值电阻的阻值分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，电源电动势稳定且内阻忽略不计。则水柱的电阻 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#}（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、R表示）。

（3）改变两电极间的距离 $\text{[math]}$ ，测量26℃时的水柱在不同长度 $\text{[math]}$ 时的电阻 $\text{[math]}$ 。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃时水的 $\text{[math]}$ 图像，分别如图（b）中甲、乙所示。

（4）若 $\text{[math]}$ 图线的斜率为k，则自来水的电阻率表达式 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#}（用k、D表示）。实验结果表明，温度{#blank#}3{#/blank#}（填“高”或“低”）的水更容易导电。

（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为 $\text{[math]}$ 的水管。若人体的安全电流为 $\text{[math]}$ ，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为{#blank#}4{#/blank#}m。（结果保留两位有效数字）

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