2022届高考物理二轮复习卷：电学实验
试卷更新日期：2022-01-30 类型：二轮复习
一、实验探究题
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1. 某校的STEM课后综合实践小组分甲、乙两个小队展开电学实验探究：(1)、甲队实验小组为了测量一横截面为圆形、粗细程度均匀的某金属合金的圆柱体的电阻率，使用游标卡（精度0.05mm）、螺旋测微器分别测量该圆柱体的轴长和直径，如下图所示，则该金属圆柱体的轴长L=mm、直径为D=mm。
(2)、如下图甲是甲队通过分压式电路，利用安培表外接法测量该金属块的电阻，其中R0=130Ω的保护电阻。如下乙图是该金属圆柱体的伏安特性曲线，当电压为3V时该金属块的电阻为Rx=Ω（保留1位小数）。根据图象请判断：电压增加，则该金属圆柱体的电阻率（填“变小”、“变大”或“不变”）。
(3)、乙队则是负责测量电容笔的9号干电池的电源电动势和内阻（如图）。除了电池外，实验室已有器材为0~3V电压表（内阻不明）、0~0.6A电流表（内阻不明），滑动变阻器（0~20Ω）、开关导线。为顺利完成实验，需要选择合适电路图，测量电源电动势和内阻的实验电路图应选择（填“图甲”或“图乙”）。
(4)、经测量，描点绘图后，该电源电动势和内阻分别是V、Ω（保留两位小数）。
2. 一学习小组要测量某蓄电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有：
待测蓄电池（电动势约2V）
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
电阻箱R（阻值范围0～9999Ω）
定值电阻R1（阻值为2Ω）
开关及导线若干
(1)、该小组按照图甲电路进行实验，在调节R阻值的过程中，发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的可能原因是（写出一个原因即可）。(2)、该小组提出图乙、丙两种改进方案，应选择（选填“乙”或“丙”）方案进行实验。(3)、利用改进的方案测出多组电压表示数U和电阻箱示数R，作出图像如图丁所示。根据图像可求得蓄电池电动势为V，内阻的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）。3. 某同学欲测量一苹果电池的电动势（约为1V）和内阻（约为600Ω）。实验室可提供的器材有：A．电压表V（量程为1V，内阻约为1kΩ）；
B．电流表A（量程为1mA，内阻为8Ω）；
C．滑动变阻器R（最大阻值为3kΩ）；
D．开关S，导线若干。
(1)、要求尽可能减小测量误差，请将图甲中的电路补充完整。(2)、闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，获得多组电压表示数U、电流表示数I的数据，画出U-I图像如图乙所示，则该苹果电池的电动势为V（结果保留两位有效数字）、内阻为Ω（结果保留整数）。4. 某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为3V，内阻约为10Ω。现有如下实验器材：A．电压表V（0~15V，内阻约为3kΩ）
B．电流表A（0~2mA，）
C．定值电阻
D．电阻箱（0~999Ω）
E．滑动变阻器（0~2000Ω）
F．待测电池组
G．电键S、导线若干
(1)、为完成实验该小组选用不同器材设计了如下四种实验电路，为使测量结果尽量准确，应选用电路。
(2)、选用合适的电路后，连接好电路进行实验，多次测量，记录各仪器的读数，根据记录数据做出的图像如图所示，但忘记标注纵坐标，请你补充完整，此纵坐标应为（填I、U、或）。
(3)、若该图像的斜率为k，纵轴截距为b，结合所选仪器和电路可知该电池组的电动势 ， 内阻。（用题中的相应符号表示）5. 为了测量一节干电池的电动势E和内阻r，某学校实验室的同学设计了如图中所示的实验电路。(1)、根据图甲实验电路，闭合开关S1 ， S2接1，改变滑动变阻器滑片，进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U—I图线如图乙所示，由图线可得该电池的电动势E = V，内阻r = Ω（结果保留两位小数）
(2)、通过分析发观图甲电路无论开关S拨到1位置还是2位置，实验都存在误差，于是同学们反复研究，设计出如图丙所示的电路，图中E′是辅助电源，A、B两点间有一灵敏电流表G。实验步骤为：
①在图丁中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
②闭合开关S1、S2调节R和R′使得灵敏电流表G的示数为 ， 这时，A、B两点的电势、的关系是 ， （填 > ， < ，或 = ）读出电流表A和电压表V的示数I1和U1。
③改变滑动变阻器R和R′的阻值，重新使得灵敏电流表G的示数与②中相同，读出电流表A和电压表V的示数I2和U2。
④由上述步骤测出的物理量，可以得出电动势表达式为E = 、内阻表达式为r = 。
⑤此方法与（1）中的方法相比优点是。
6. 某实验小组为测定一电源的内阻及电阻丝的电阻率，电源电动势E=1.5V，设计电路如图甲所示：MN为一段粗细均匀的电阻丝，定值电阻 ， 电压表内阻很大。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制了UI图像如图乙所示。
(1)、由图丙可知电流表的内阻为；若已知电阻丝的横截面积S5.0108m2 ， 则电阻丝的电阻率=。（结果均保留两位有效数字）(2)、由图乙可得电源的内阻r=（）Ω（结果保留两位有效数字）。(3)、此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除（填“偶然误差”或“系统误差”）。7. 某同学在实验室先后完成下面两个实验：①测定一节干电池的电动势和内电阻；
②描绘小灯泡的伏安特性曲线．
(1)、用①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线，实验测得干电池电动势为V，内电阻为Ω．(2)、在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在给定的四个电路图(图甲)和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是 ， 滑动变阻器应选取 ．E.总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器
(3)、将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为W．8. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示（每一次切换开关S2需重新连接电表），闭合开关S1 ， 当单刀双掷开关S2拨向上端，改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的a图线；当单刀双掷开关S2拨向下端，改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U-I图像的b图线。
(1)、可供选择的器材有：A．电流表A（0~0.6A）
B．电压表V1（0~ 3V）
C．电压表V2（0~15V）
D．滑动变阻器R1（0~20Ω）
E.滑动变阻器R2（0~ 200Ω）
实验中电压表应选用 ， 滑动变阻器应选用。（填器材前的字母标号）
(2)、干电池电动势的真实值E= ， 内阻的真实值r=。(3)、假设电流表的内阻为 ，电压表的内阻为 ，干电池的内阻为r，图乙的A、B图线的交点的电压和电流的比值 。9. 小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0（阻值1.0Ω，额定功率5W），根据如图所示电路图进行实验：(1)、电压表量程应选择（填“0~3V”或“0~15V”）；
(2)、在一次测量中电压表的指针位置如图所示，则此时电压为V；(3)、根据实验测得的5组数据画出的U—I图线如图所示，则干电池的电动势E=V，内阻r=Ω。10. 某兴趣小组为了测量电动车上电池的电动势E（约为36V左右）和内阻r（约为10Ω左右），需要将一个量程为15V的电压表（内阻Rg约为10kΩ左右）改装成量程为45V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻。以下是该实验的操作过程。
(1)、由于不知道该电压表内阻的确切值，该小组将一个最大阻值为50kΩ的电位器RP（可视为可变电阻）与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装，请完成③的填空①将总阻值较小的滑动变阻器的滑片P移至最右端，同时将电位器的阻值调为零；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表的示数为9V；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电位器，使电压表的示数为V；
④不再改变电位器的阻值，保持电压表和电位器串联，撤去其他电路，即可得到量程为45V的电压表。
(2)、该小组利用一个电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，读数记为U）连接成如图乙所示的测量电路来测量该电池的电动势和内阻。该小组首先得出了 与 的关系式为 =（用E、r和U表示），然后根据测得的电阻值R和电压表的读数U作出 ~ 图像如图丙所示，则该电池的电动势E=V、内阻r=Ω；(3)、不考虑电压表改装时的误差。利用图乙所示电路测得的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，E测E真 ， r测r真（填“大于”“等于”或“小于”）。11. 某同学测量电动玩具电池的电动势和内电阻。
(1)、如图甲所示，将导线一端与O连接，另一端分别在a、b两处试触，发现安培表的示数几乎不变，伏特表的示数变化比较明显，为了减小实验误差，实验测量时应选择连接（选填“a”或“b”）点的电路。(2)、图甲中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于（选填“最左端”、“最右端”、“中间位置”）。(3)、图乙是根据实验数据绘制的 图线，根据图线求得被测电池组的电动势 V（结果保留三位有效数字），内阻 Ω（结果保留三位有效数字）。12. 小强同学网购了一块太阳能电池板，查阅资料得知太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，而在没有光照时，可以视为一个电学器件。(1)、小强先根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究太阳能电池板在没有光照时的 特性。所用的器材包括：太阳能电池板、电源E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干；为了达到上述目的，实验电路应选用图甲、乙中的图（填“甲”或“乙”）。
(2)、小强为了研究太阳能电池板的电动势和内阻跟光照强度的关系，选用的器材有电流表（200 μA，500 Ω）、电阻箱、开关、导线等。
①实验器材如图丙所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整；（）
②以白炽灯为光源，太阳能电池板距离灯分别为40 cm和60 cm时进行测量。并用图像法研究太阳能电池板的电动势和内阻，在坐标系中描点、作图如图丁所示，“·”和“×”分别表示太阳能电池板距离灯40 cm和60 cm两种光照条件下的数据点，请计算当太阳能电池板离灯40 cm时的电动势为V（保留两位有效数字）；
③通过图像，可判断光照强度对太阳能电池板的电动势的影响是。
13. 某同学欲用多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关等器材测多用电表的内阻和表内电池的电动势，主要操作步骤如下：(1)、将多用电表的选择开关调到欧姆挡的“×1 k”挡，然后将红、黑表笔短接，进行。（填“机械调零”或“欧姆调零"）。(2)、如图所示，将多用电表、电压表。电阻箱及单刀双掷开关进行正确连接。单刀双掷开关S接2位置时，调节电阻箱的阻值为R1=5 kΩ时，多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的 一位置，则多用电表的内阻r=Ω。
(3)、将单刀双掷开关S接1位置时，电压表的读数为2.0 V。多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的 位置，则电压表的内阻RV=Ω。电池电动势E=V。