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2023年高考物理预测题之电学实验

更新时间:2023-03-06 浏览次数:55 类型:二轮复习
一、实验探究题
  • 1. (2022高二上·金华期末) 在“测量金属丝的电阻率”实验中:
    1. (1) 测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与(选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与(选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于(选填“左”或“右”)端。

    2. (2) 合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是(选填“甲”或“乙”)。
    3. (3) 两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。

      图像斜率。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)

  • 2. (2022·广州模拟) 老师要求各小组自备电池测量电源电动势和内阻。
    1. (1) 甲小组通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中可制作水果电池,其电动势约1V,现用柠檬做水果电池并测其电动势和内阻,首先用量程为0-3V、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V,但当将四个这样的柠檬电池串起来给标称值为“3V 0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光!经检查,灯泡、线路均无故障,那么原因是“柠檬电池”

      接着,小组用内阻为500Ω的灵敏电流表直接连“柠檬电池”的两极,测得电流为0.48mA,可以估算出“柠檬电池”的内阻值约为Ω。

    2. (2) 乙小组带来的是一节新干电池。实验室提供了电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)、电流表A(量程2A,内阻约0.1Ω)以外,还有:滑动变阻器R1(最大阻值3kΩ)、滑动变阻器R2(最大阻值20Ω)、定值电阻R3(阻值1Ω)。要尽量精确地测量新电池的电动势和内阻,应选择最优电路(填写参考电路对应的字母)进行测量。

      A. B.

      C. D.

      乙小组将测得的数据在坐标纸上描点如图,则电动势E为V,内阻r为Ω。(小数点后保留两位小数)

  • 3. (2022·浙江模拟) 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。
    实验室除提供开关S和导线外,还有以下器材可供选择:
    A.电压表V(量程0~3V,内阻RV=10kΩ)
    B.电流表G(量程0~10mA,内阻RG=100Ω)
    C.电流表A(量程0~3A,内阻约为0.5Ω)
    D.滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
    E.滑动变阻器:R2(阻值范围0~1000Ω,额定电流1A)
    F.定值电阻:R3=1.0Ω
    1. (1) 该同学依据器材画出了如图1所示的原理图,他没有选用电流表A的原因是

    2. (2) 该同学将电流表G与定值电阻R3并联,相当于是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是A(结果保留两位有效数字)。
    3. (3) 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用滑动变阻器(填写器材的前面的序号);
    4. (4) 该同学利用上述实验原理测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图2所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=V(结果保留三位有效数字),电源的内阻r=(结果保留三位有效数字);
  • 4. (2022·河北) 某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图1所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103℃时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60Ω,用于加热煮饭);限流电阻R1和R2 , (阻值均为1kΩ):指示灯L1和L2(2.5V,0.6W,当电流低于30mA时可视为熄灭);保险丝T。

    1. (1) 按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是______ (多选)。
      A . 按下S1 , L1和L2均发光 B . 当锅内温度高于103℃时,S1自动断开,L1和L2均发光 C . 保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D . 当锅内温度低于70℃时,S2自动闭合,L1发光,L2熄灭
    2. (2) 简易电饭煲制作完成后,试用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是(填写各步骤前的字母)。

      A.将选择开关旋转到“ × 100”位置

      B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点

      C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度

      D.测量指示灯L1两端的阻值

      E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡

      操作时,将多用电表两表笔与L1两端接触,若指针如图3所示,可判断是断路损坏;若指针如图4所示,可判断是断路损坏。(用电路中的元件符号表示)

  • 5. (2022·湖南) 小梦同学自制了一个两挡位(“ ”“ ”)的欧姆表,其内部结构如图所示, 为调零电阻(最大阻值为 ), 为定值电阻( ),电流计 G 的内阻为 。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:

    1. (1) 短接①②,将单刀双掷开关 接通,电流计 G 示数为 ;保持电阻 滑片位置不变,将单刀双掷开关 接通,电流计 G 示数变为 ,则 (填“大于”或“小于”);
    2. (2) 将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为(填“ ”或“ ”);
    3. (3) 若从“ ”挡位换成“ ”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计 G 满偏刻度处)时,调零电阻 的滑片应该调节(填“向上”或“向下”);
    4. (4) 在“ ”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为 的定值电阻 ,稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 ;取走 ,在①②间接入待测电阻 ,稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 ,则 Ω。
  • 6. (2022·广东) 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:

    ⑴装置安装和电路连接

    如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。

    ⑵导电绳拉伸后的长度L及其电阻 的测量

    ①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。

    ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关 ,闭合开关 ,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和

    ③闭合 ,电压表的示数(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数 ,则此时导电绳的电阻 (用 和U表示)。

    ④断开 ,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。

    ⑶该电压表内阻对导电绳电阻的测量值(选填“有”或“无”)影响。

    ⑷图(c)是根据部分实验数据描绘的 图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻 ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲后的长度。

  • 7. (2022·汕头模拟) 某实验小组测量一段已知长度电阻丝的电阻率,实验操作如下:
    1. (1) 用如图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋(选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声音为止;测量时需要选择电阻丝的不同位置进行多次测量,再取平均值作为电阻丝的直径,目的是减少误差(选填“偶然”或“系统”)。

    2. (2) 用图乙电路图测电阻丝的电阻Rx,请用笔画线代替导线,把丙图实物电路中补充完整

    3. (3) 第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U和电流I值;第二次测量将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U和电流I值,并作出如图丁的关系图象。由此可知第一次测量得到图线是(填“M”或“N”),电阻丝的电阻 , 根据电阻定律可得电阻丝的电阻率。

  • 8. (2022·河北模拟) 用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的图像叫作导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线常被用来研究导体电阻的变化规律,是物理学常用的图像法之一。某学习小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线,某物理小组进行实验:

    A.待测小灯泡:额定电压为3.8V,额定功率为2W;

    B.电压表V1:量程为3V,内阻为3kΩ;

    C.电压表V2:量程为15V,内阻为6kΩ;

    D.电流表A1:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω;

    E.电流表A2:量程为3A,内阻约为0.02Ω;

    F.滑动变阻器:最大阻值为200Ω,允许通过的最大电流为1A;

    G.滑动变阻器:最大阻值为5Ω,允许通过的最大电流为3A;

    H.定值电阻:阻值为1kΩ;

    I.电动势为4.5V的直流电源一个,开关一个,导线若干。

    1. (1) 要求尽可能减小测量误差,电压表应选用,电流表应选用,滑动变阻器应选用。(均填写器材前的符号)
    2. (2) 在下列设计的测量电路中,应选用____。
      A . B . C . D .
    3. (3) 按正确操作进行重复实验,该物理组得到的伏安特性曲线如图所示。若将两个该种小灯泡串联后再与电动势为6.0V、内阻为4.5Ω的直流电源串联组成闭合电路,则此时每个小灯泡的电阻和电功率分别为Ω、W。(结果均保留两位有效数字)

  • 9. (2022·高州模拟) 某学习小组为了测量一个电流表的内阻,设计了如图所示的电路。已知被测电流表量程为0~0.6A,电源电动势约为3V。

    ⑴电路中的电压表应选择,定值电阻应选择,滑动变阻器应选择

    A.量程0~3V,内阻约为3kΩ的电压表;

    B.量程0~15V,内阻约为15kΩ的电压表;

    C.5Ω的定值电阻;

    D.20Ω的定值电阻:

    E.调节范围0~20Ω的滑动变阻器;

    F.调节范围0~100Ω的滑动变阻器;

    ⑵实验过程中记录的电压表和电流表上的数据如下表所示:

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    电压U/V

    0.51

    1.05

    1.56

    1.97

    2.29

    2.70

    电流I/A

    0.10

    0.20

    0.30

    0.38

    0.46

    0.52

    ⑶按第(2)中表格内的数据,在以下坐标系内描点,并作出图像

    ⑷根据(3)题中的图像,计算出被测电流表的内阻为欧姆。(计算结果保留两位有效数字)

  • 10. (2022·秦皇岛模拟) 某兴趣小组设计了如图甲所示的电路,用来测量某直流电源的电动势(约为3V)和内阻以及均匀金属丝材料的电阻率。实验室提供的实验器材有:

    A.待测电源;

    B.待测金属丝

    C.电压表(量程为2V,内阻很大);

    D.电压表(量程为3V,内阻很大);

    E.电阻箱R(最大阻值为);

    F.螺旋测微器、刻度尺、开关S及导线若干。

    1. (1) 若按正确步骤操作,用螺旋测微器测量金属丝的直径D时,螺旋测微器的示数如图乙所示,则D=mm。

    2. (2) 在如图甲所示的电路中,电压表应选用。(填“C”或“D”)
    3. (3) 闭合开关S,改变电阻箱接入电路的阻值,可获得多组电阻箱接入电路的阻值R、电压表的示数、电压表的示数的数据,用描点法作出图像和图像分别如图丙、丁所示,其中a、b、c均为已知量,k为某一已知数值。若不考虑电表对电路的影响,则电源的电动势E=,电源的内阻r=,金属丝接入电路的阻值

    4. (4) 若用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L,则金属丝材料的电阻率。(用相关物理量的符号表示)
  • 11. (2022·汕头模拟) 多用电表的“”欧姆挡的电路简化图如图(a)所示,其刻度盘如图(b)所示,已知电流表的电阻 , 满偏电流为可变电阻。

    1. (1) 某同学在使用前将两表笔短接,调节可变电阻 , 但因电源老化发现指针始终无法对齐“”刻度线,指针偏转角度最大时在图(b)中的位置A,此时可变电阻的滑动片位于(选填“”或“”)端,通过电流表的电流为
    2. (2) 使指针偏转角度最大后保持可变电阻阻值不变,在两表笔间接入电阻箱,逐渐减小电阻箱的阻值 , 指针偏转角度随之(选填“增大”或“减小”);
    3. (3) 当电阻箱阻值为时指针位置如图(b)中的位置B,则电源的电动势为 , 内阻为。(结果保留两位有效数字)
  • 12. (2022·佛山模拟) 某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为)、一个电流表(内阻为)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于 , 并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:

    ⑴将器材如图(a)连接:

    ⑵开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的端(填“a”或“b”);

    ⑶改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数I,得到多组数据;

    ⑷整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为 , 当接入电路的电阻丝对应的圆心角为时,电阻丝接入电路的电阻(用题中字母表示),根据图(b),该电池电动势和内阻可表示为(用、k、d、表示)

    ⑸为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验,在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示);

    ⑹利用测出的 , 可得该电池的电动势和内阻。

  • 13. (2022·成都模拟) 欲测量一个未知电阻R的阻值。
    1. (1) 某同学先用万用表欧姆“×10”挡粗测。测量中,表盘指针位置如图(a),其示数为

    2. (2) 为了准确测出的阻值,实验室提供了以下器材

      A.电池组(电动势3V,内阻很小);

      B.电流表(量程100mA,内阻约1);

      C.电流表(量程25mA,内阻);

      D.电流表(量程1mA,内阻);

      E.电阻箱(阻值0~9999.9);

      F.滑动变阻器(阻值0~10);

      G.开关一只,导线若干。

      ①根据提供的器材,该同学设计了图(b)所示的电路。其中,A1表应选(填器材序号字母)。

      ②要使图(b)所示虚线框中改装后的电表的量程为3V,表应选(填器材序号字母),且该同学应将电阻箱接入电路的电阻调到

      ③完成以上工作后,该同学在实验中测出了多组表和表的示数 , 由这些数据得到了图(c)所示的图像。利用图像求得被测电阻的阻值为(结果取3位有效数字)。

  • 14. (2022·射洪模拟) 近些年,桶装饮用水抽检不合格的新闻屡见不鲜,检验饮用水是否合格的一项重要指标是电导率,电导率为电阻率的倒数。小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响,其中某组实验的操作如下:取100mL饮用水加入适量的食盐,搅拌溶解得到未饱和食盐溶液,为了方便测量溶液的电阻,取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆片电极密封,如图甲所示。
    1. (1) 在溶液未达到饱和之前,溶解的食盐越多则溶液的电导率会(填“越大”或“越小”)
    2. (2) 小张同学先用多用电表粗测其电阻,将选择开关置于欧姆“×100挡位置,在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示,该电阻的阻值为Ω。

    3. (3) 小张同学想进一步精确测量其电阻,实验室能提供以下器材:

      A .干电池两节(每节干电池电动势约为1.5V,内阻可忽略)

      B .电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.7Ω)

      C .电流表A2(量程为0~3A,内阻约为0.5Ω)

      D .灵敏电流计G(量程为0~250μA,内阻等于900Ω)

      E .电压表V1(量程为0~3V,内阻约为4kΩ)

      F .电压表V2(量程为0~15V,内阻约为7kΩ)

      G .滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)

      H .电阻箱R2(最大阻值为9999.9Ω)

      I .开关若干导线

      为了完成测量,除两节干电池、开关、若干导线和滑动变阻器R1外,还应选择的最恰当的器材是(填写器材前面的字母)。

    4. (4) 小张同学已经完成了部分电路设计,如图丙所示,请完成剩余电路图,要求电表读数均能大于量程的(在图中标上必要的电学符号,待测电阻用Rx表示)
  • 15. (2022·周至模拟) 一同学想要测定某电源的电动势和内电阻,所使用的器材有:待测干电池一节、电流表A(量程0.6A,内阻RA小于1Ω)、电流表A1(量程0.6A,内阻未知),电阻箱R1(0~999.99Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个,导线若干。

    1. (1) 为了更准确地进行测量,该同学计划先用欧姆表测出电流表A的内阻,如图1所示所用欧姆表内部电源电动势为4.60V,表盘中间刻线示数为“15”,将该欧姆表红、黑表笔接在电流表两接线柱上,则红表笔应接在电表(选填“正”或“负”)接线柱,欧姆表选取“x1”挡位时,发现指针偏转角度较大,而此时电表读数为0.30A,可知电流表内阻为Ω。(保留两位有效数字)
    2. (2) 该同学又设计了如图2所示电路进行实验操作。

      ①利用该电路测电流表A的内阻:闭合开关K,将开关S与D接通,通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2 , 读取电表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A,电阻箱R1的示数为0.15Ω,则电流表A的内阻RA=Ω。(保留两位有效数字)

      ②测电源的电动势和内阻:断开开关K,将开关S接C,调节电阻箱R1 , 记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数;多次调节电阻箱R1重新实验,并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。如图3所示是由实验数据绘出的-R图象,获得图象的斜率为k,纵轴的截距为b,由此求出干电池的电动势E=、内阻r=。(均用字母k、b、RA表示)

二、综合题
  • 16. (2022·湖北) 某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
    1. (1) 该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为mm。再用游标卡尺测得其长度L。

    2. (2) 该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1 , 多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
      R/Ω I/A /A-1
      5.0 0.414 2.42
      10.0 0.352 2.84
      15.0 0.308 3.25
      20.0 0.272 3.68
      25.0 0.244 4.10
      30.0 0.222 4.50

      根据表中数据,在图丙中绘制出 -R图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得Rx=Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式ρ=得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示) 。

    3. (3) 该小组根据图乙的电路和图丙的 -R图像,还可以求得电源电动势E=V,内阻r=Ω。(结果均保留2位有效数字)
    4. (4) 持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

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