2022年高考物理压轴题预测之电学实验压轴题-在线组卷题库

1. 为了测量电压表内阻，在实验室中找到如下器材：

电源E（电动势约为4.5V，内阻可忽略）；

待测电压表V（量程为0~3V，内阻约为1500Ω）；

电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为5Ω）；

滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值为10Ω，额定电流1A）；

电阻箱 $R_{2}$ （最大阻值99999.9Ω）；

单刀单掷开关S，导线若干。

(1)、甲同学根据找来的器材设计了如图甲实验电路进行测量，请分析该实验的设计是否合理（填“合理”或“不合理”）。简述理由。

(2)、乙同学根据提供的器材，设计了如图乙实验电路进行测量，他先按照乙电路图连接实物，调节电阻箱

R_{2}

阻值为零，把滑动变阻器的滑片调到变阻器的（填“最左端”或“最右端”）；闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数达到满偏；保持滑动变阻器滑片位置不变，调节电阻箱

R_{2}

，使电压表示数为满偏的三分之二，记录此时电阻箱示数为R，则电压表内阻

R_{V} =

；该测量结果与真实电阻相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

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2.

(1)、如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序应该为①、、、①；如图乙所示，测得该合金丝的直径为d＝mm.

(2)、小华在测量干电池的电动势和内阻实验中，利用如下实验器材：一只满偏电流为100 μA的表头，一只开关，两只电阻箱（0～999.9 Ω）和导线若干．

①小华先将表头与图1中电阻箱1进行连接，将电阻箱调节至图2所示阻值时，就可把表头改装成量程为50 mA的电流表，电阻箱接入电路的阻值为Ω.

②用笔画线代替导线，将图1所示实物电路连接图补充完整．

③通过改变电阻R，测得相应的电流I，并且作相关计算后一并记录在下表中．

请在图3中描绘出IR-I图线．

实验次数	1	2	3	4	5	6
R（Ω）	95.0	75.0	55.0	45.0	35.0	25.0
I（mA）	15.0	18.7	24.8	29.5	36.0	48.0
IR（V）	1.43	1.40	1.36	1.33	1.26	1.20

④根据图线可求得电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω.（计算结果均保留三位有效数字）

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3. 某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。

(1)、图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A₁代表量程为100mA电流表A（图中未画出）改装后的电流表、A₂为量程为200mA的电流表、R₁为电阻箱、R₂与R₃均为滑动变阻器、R₀为定值电阻、S为开关、R_x为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：

A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；

B．将滑动变组器R₂的滑片、滑动变阻器R₃的滑片均调至适当位置，闭合开关S；

C．调整R₃ ，逐步增大输出电压，并反复调整R₁和R₂使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I₁ ， A₂的示数为I₂ ，电阻箱的示数为R₁；

D．实验完毕，整理器材。

①实验步骤B中滑动变阻器R₃的滑片应调至最（填“左”或“右”）端；

②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R₂的电流为mA。

(2)、待测金属圆柱Rx的阻值为（用所测物理量的字母表示）。

(3)、电流表A₁、A₂的内阻对测量结果（填“有”或“无”）影响。

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4. 小明通过实验测量一种合金的电阻率。

(1)、如图1所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序应该为C、、、C（填字母）；如图2所示，测得该合金丝的直径为d=mm；

(2)、电路中用两节干电池供电，请用笔画线代替导线在图3中把电路连接补充完整；

(3)、正确连接电路后，小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度

l

，闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数，算出接入电路部分合金丝的阻值

R_{0}

改变线夹在合金丝上的位置，重复上述步骤，获得多组数据如表中所示，在方格纸上作出

R - l

图像如图4，发现图像是一条倾斜直线，计算该合金丝电阻率

ρ =

（保留2位有效数字）。

次数	1	2	3	4	5	6
$U / V$	0.50	0.75	1.20	1.65	2.10	2.50
$I / A$	0.21	0.24	0.30	0.35	0.37	0.39
$R / Ω$	2.38	3.13	4.00	4.71	5.68	6.41
$I / m$	0.3000	0.4000	0.5000	0.6000	0.7000	0.8000

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5. 兴趣小组需测量某小灯泡

L (2.5 V 0.3 A)

的伏安特性曲线。

(1)、实验室可供选择的器材有：

电压表V（量程 $0 ~ 3 ~ 15 V$ ，内阻为十几 $k Ω$ ）；

电流表 $A_{1}$ （量程 $0 ~ 0.6 ~ 3 A$ ，内阻为 $0.5 Ω$ 和 $0.1 Ω$ ）；

电流表 $A_{2}$ （量程 $0 ~ 10 m A$ ，内阻为 $10 Ω$ ）；

滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0 ∼ 5 Ω$ ，额定电流 $1 A$ ）；

滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ∼ 1 k Ω$ ，额定电流 $0.1 A$ ）；

电阻箱 $R_{0} (0 \sim 9999.9 Ω)$ ；

两节新的干电池E以及单刀单掷开关S一个；导线若干。

用以上器材设计电路，要求尽可能减小测量误差，测量时电表的读数需能大于其量程的一半，并且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化。请在答题纸相应位置的方框内画出实验测量电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号。

(2)、小杰同学通过正确、规范的测量，得到一组小灯泡的

U - I

数据，将其描点在

U - I

坐标中，如图甲所示，若他将此类型两只相同的小灯泡并联后接入一电源两端，电源由2节电动势均为

E = 1.5 V

，内阻均为

r = 0.75 Ω

的干电池串联而成，请你估算其中一只小灯泡消耗的实际功率为W。

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6. 某实验小组要测量一个定值电阻R的阻值。

(1)、用图甲所示的多用电表测量R的阻值，有如下实验步骤：

①调节指针定位螺丝，使多用电表抬针对准刻度的“0”刻线（选填“直流电流”或“电阻”）；

②将选择开关转到电阻挡的“×10”的位置，将两表笔短接，进行欧姆调零；

③将两表笔分别与待测定值电阻相接，读数时发现指针偏角太小，则应该将选择开关转到电阻挡的（选填“×1”或“×100”）的位置，然后重新进行欧姆调零。

(2)、为了更准确测量定值电阻R的阻值，该小组用伏安法进行测量。如图乙所示实验电路，某同学将电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点，发现电压表的示数有明显变化，而电流表的示数无明显变化，说明定值电阻R的阻值与（填写“电流表”或“电压表”）的阻值接近，应选择电流表（填写“内接”或“外接”）的电路。

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7. 利用图a电路测量金属丝的电阻率。实验器材：稳压电源（能同时显示输出电压和电流）、保护电阻R₀、刻度尺、开关S、导线若干、待测金属丝等。请完成相关实验内容：

(1)、取一段直金属丝固定在绝缘的刻度尺上；在金属丝上夹上一个可移动的小金属夹P。请根据现有器材，将实物图a连接成实验电路。

(2)、完成电路连接后，操作如下：

①开启电源，调节稳压电源的输出电压恒为U=2.00V；

②将P移到金属丝上适当的位置，合上开关S；

③读出电源显示的输出电流值I，记录金属丝接入长度L，断开开关S；

④ ，合上开关S，重复③的操作。

(3)、绘出了如图b的

\frac{1}{I} - L

关系图线，由此可知其斜率k=A^-1·m^-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源输出电压的乘积代表了。

(4)、将实验用的金属丝在铅笔上紧挨排绕20匝，用刻度尺测量如图c，则金属丝的直径d=mm，金属丝的电阻率为（用U、k、d、π表示）。

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8. 为测定一金属丝R_x的电阻率，进行如下操作：

(1)、先用欧姆表粗测电阻。现将欧姆表置于“×10”，经正确的操作，测量电阻时发现指针偏角过大，则以下哪些操作是必须的，请选择其中有用的，按操作顺序写出：。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋到“×1Ω”位置
D．把选择开关旋到“×100Ω”位置
E.调节调零旋钮使表针指着欧姆零点

(2)、为准确测量该电阻丝的电阻，备有以下器材：
A．待测电阻R_x；
B．电动势3V的直流电源，其内阻可不计；
C．直流电压表V，量程为0~15V，内阻为15kΩ，其读数可表示为U；
D．直流电流表A₁ ，量程为0~1mA，内阻为r₁=30Ω，其读数可表示为I₁；
E.直流电流表A₂ ，量程为0~200mA，内阻为r₂约为2Ω，其读数可表示为I₂；
F.定值电阻R₁ ，阻值为2970Ω；
G.滑动变阻器R₂ ，其最大电阻为10Ω；
H.开关和导线若干
在虚线框中将电路图补充完整。

(3)、用刻度尺测得电阻丝接入电路的长度为L，用游标卡尺测其直径d时，某次游标卡尺的示数如图所示，其读数为mm。

(4)、写出金属丝电阻率的表达式为=。（用题目中所给的符号表示）

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9. 某兴趣小组想测量一段由特殊材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率，器材如下：

A．待测粗细均匀的金属丝，长度约1m，总阻值约为1kΩ

B．电压表（量程3V，R_V=1kΩ）

C．电流表（量程3A，R_A=0.1Ω）

D．电池组（电动势小于3V，内阻可忽略）

E.带铁夹的导线及其他导线若干，开关一只

F.刻度尺一把

G.螺旋测微器一个

⑴先用螺旋测微器测出金属丝的直径d。

⑵设计实验时（填“能”或“不能”）选择电流表。

⑶在方框内补全你设计的实验电路图。

⑷按照实验电路图连好电路后，闭合开关，移动夹子，用刻度尺多次测出金属丝接入电路的长度l及对应的（写出要测量的物理量及物理量符号）。为了便于研究，应作出图像。若该图线的纵截距为b，斜率为k，用已知量和测得量的符号表示电阻率ρ=。

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10. 在一次实验活动比赛中，老师给定了以下器材：一个输出电压为9V的稳压电源、一只电压表、一个电阻箱Rʹ、一个最大值为40Ω的滑动变阻器R、两只开关以及导线若干，要求测定一只额定电压为6V的小灯泡L正常工作时的电阻和额定功率。聪明的李明设计了如图甲所示的电路图，顺利完成了实验。

(1)、请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙图中电压表正确接入实物电路中。

(2)、李明在实验时，电路正确连接后，只闭合开关S₁ ，发现小灯泡不亮，电压表有较小示数，其原因可能是。

(3)、经过调整操作后，使电压表示数等于6V后，保持滑动变阻器R的滑片P位置不动，断开开关S₁ ，再闭合开关S₂ ，调整电阻箱Rʹ接入电路的阻值，使电压表的示数再次等于V，此时电阻箱的示数如图丙所示，则电阻箱接入电路的阻值为Ω，由此可知小灯泡的电阻为Ω。小灯泡电阻的得出是运用了物理研究中的（填“控制变量法”或“等效替代法”）。

(4)、根据以上获得的实验数据可知小灯泡的额定功率为W，此时滑动变阻器接入电路的电阻为Ω。

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11. 小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度

l

、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数

I

达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个

\frac{U}{I}

的值，作出

\frac{U}{I} - l

图像，如图2中图线a所示。

(1)、在实验中使用的是（选填“0~20

Ω

”或“0~200

Ω

”）的滑动变阻器。

(2)、在某次测量时，电压表的指针位置如图3所示，则读数U=V。

(3)、已知合金丝甲的横截面积为7.0×10^-8m² ，则合金丝甲的电阻率为

Ω

·m（结果保留2位有效数字）。

(4)、图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的

\frac{U}{I} - l

图像，由图可知合金丝甲的横截面积（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面积。

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12.

(1)、某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ，完成下列部分步骤：

①用螺旋测微器测量其直径，测量结果如图1所示，由图可知其直径d=mm。

②先用多用电表粗测其电阻。将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零，测量时发现指针偏转角度太小，这时他应该：

a．将选择开关换成欧姆挡的“”档位（选填“×100”或“×1”）

b．换挡后重新进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图2所示，则此段电阻丝的电阻为Ω．

③该同学想用伏安法更精确地测量其电阻，为了使实验误差较小，要求测得尽可能多的数据进行分析，请按照要求将实物图3连接完整。

④利用上面的电路测出的电阻值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。

(2)、实验小组欲测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差，具有如下器材：待测干电池一节，电压表，电流表，滑动变阻器R₁（0-10Ω），滑动变阻器R₂（0-100Ω），开关S，导线若干。

①为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填R₁或R₂），根据所选择的器材，设计了如下两种实验电路，如图所示：

②为使电动势E和内阻r的测量误差均在误差允许的合理范围内，则应选用电路图来完成此实验（填“甲”或“乙”）。

③该同学由实验数据得到图中的图像，根据图像求得电源电动势E=V，内电阻r =Ω（结果均保留三位有效数字）。

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13.

(1)、某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V、2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，为获得更多数据，想通过电路设计，使灯泡两端的电压在0～4V间可调，且尽量减小实验误差。准备的实验器材有：

A．直流电源4.5V（内阻很小可不计）

B．直流电流表0～500mA（内阻约为5Ω）

C．直流电压表0～3V（内阻等于6kΩ）

D．滑动变阻器R₁ ， 0～10Ω，额定电流2A

E．滑动变阻器R₂ ， 0～100Ω，额定电流1A

F．三个定值电阻（R₃=1kΩ，R₄=2kΩ，R₅=6kΩ）

G．开关和导线若干

①在给定的器材中，滑动变阻器选用（选填“R₁”或“R₂”），定值电阻选用（选填“R₃”、“R₄”或“R₅”）；

②小组同学设计好实验电路图后，如图甲已经连好了部分导线，请用笔代替导线将实物图补充完整；

③实验测得小灯泡伏安特性曲线如图乙所示，若将两个完全相同规格的小灯泡L与阻值R=6Ω的定值电阻按图丙所示电路连接，电源电动势E=6V，内阻r=6Ω，此时每个小灯泡消耗的电功率为W（结果保留2位有效数字）；

(2)、完成上述实验之后，某同学用多用电表粗测了小灯泡的电阻，实验情况如图丁，由此可知流过灯泡的电流方向（选填A→B或B→A）。

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14. 测量一电阻R_x的阻值。实验器材有电源（电动势E约4.0V，内阻r小于2Ω）；电压表V（量程3V，内阻约3.0kΩ），电流表A（量程150mA，内阻约5Ω），滑动变阻器R（额定电流2.0A，最大阻值10Ω），待测电阻R_x ，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。连接电路开始实验，请回答下列问题：

因电表内阻未知，实验人员按图（a）连接好电路，首先把K接通1，进行测量，记录多组I、U数据；再把K接通2，进行测量，记录多组I、U数据。实验人员根据两次实验数据用计算机拟合出I-U图像和函数解析式，如图（b）所示。K接通1对应图像中的（填“甲”或“乙”）。甲图线中电阻的测量值为Ω，乙图线中电阻的测量值为Ω。（均保留3位有效数字）根据上述数据分析，测量时K接（填“1”或“2”）时实验误差较小。

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15. 实验小组用图甲所示的电路来测量电阻约为

30 Ω

的电阻

R_{x}

的阻值，图中

R_{0}

为标准电阻（

R_{0} = 40 Ω

），

V_{1}

、

V_{2}

为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源．采用如下步骤完成实验，回答下列问题：

(1)、按照图甲所示的实验原理线路图将实物图补充完整；

(2)、将滑动变阻器的滑动触头置于（填“最左端”“最右端”或“中间”）位置，合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电压表的示数分别为

U_{1}

、

U_{2}

，则待测电阻的表达式

R_{x} =

。（用

U_{1}

、

U_{2}

、

R_{0}

表示）

(3)、为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组

U_{1}

、

U_{2}

的值，做出

U_{1} - U_{2}

关系图象如图乙所示，图象的斜率

k =

（用

R_{0}

、

R_{x}

表示），可得待测电阻

R_{x} =

Ω

。

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16. 某学习小组为了测定家用自来水的电阻率，在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满自来水，玻璃管两端用具有良好导电能力的活塞塞住管口，现有如下仪器∶

电源E∶具有一定内阻，电动势约为10V

电流表A₁∶量程为0~2mA．内阻r₁=50Ω

电流表A₂∶盘程为0~5mA．内阻r₂约为100Ω

定值电阻R₁=50Ω

定值电阻R₂ =700Ω

滑动变阻器R∶最大阻值约为50Ω

多用电表一个

单刀单掷开关S，导线若干

(1)、甲同学将多用电表欧姆挡旋至“×100”倍率位置，对玻璃管中水的电阻进行粗略测量如图所示，该同学所测阻值为Ω。

(2)、乙同学想要较精确测量水柱的阻值，他将电流表A，与定值电阻（填字母代号）进行联，改装成量程为1.5V的电压表V。

(3)、乙同学测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，实验电路应选用下面的图___________最为合理。

A、

B、

C、

D、

(4)、乙同学测得电流表A₁读数为I₁ ，电流表A₂读数为I₂ ，玻璃管中有水部分的长度为l，玻璃管内径为d。则所测家用自来水的电阻率ρ= （用题中所给的字母表达）。

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17. 色环电阻是一种常用的电阻元件，可以通过看色环就知道电阻值，通常有四环和五环电阻，色环电阻对照表如图所示：

(1)、如表格上图所示色环电阻阻值为

Ω

。（该四环电阻从左至右各环的颜色依次是：红色、红色、黑色、金色）

(2)、某学习小组为了检测该电阻是否符合要求，需要精确测量该色环电阻

R_{x}

的阻值。实验室有以下一些器材可供选择。

电流表 $A_{1}$ （量程 $0 \sim 50 mA$ ，内阻为 $14 Ω$ ）

电流表 $A_{2}$ （量程 $0 \sim 0.6 A$ ，内阻为 $0.12 Ω$ ）

电压表 $V_{1}$ （量程 $0 \sim 3 V$ ，内阻约 $2 kΩ$ ）

电源 $E$ （电动势约为 $3 V$ ，内阻约为 $0.2 Ω$ ）

定值电阻 $R$ （ $25 Ω$ ，允许最大电流 $1.0 A$ ）

滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0 \sim 10 Ω$ ，允许最大电流 $2.0 A$ ）

滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 \sim 1000 Ω$ ，允许最大电流 $0.3 A$ ）

单刀单掷开关 $S$ 一个，导线若干

电流表应选，滑动变阻器应选。（填字母代号）

(3)、请在方框中画出测量电阻

R_{x}

，的实验电路图。（所用器材用对应的符号标出）

(4)、某次测量中，电压表示数为

2.70 V

时，电流表示数为

45.0 mA

，则待测电阻阻值

R_{x} =

Ω

，该色环电阻（填“是”或“不”）符合要求。

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2022年高考物理压轴题预测之电学实验压轴题

一、实验探究题