2023年高考物理预测题之电学实验含答案

这是一份2023年高考物理预测题之电学实验含答案，共18页。试卷主要包含了实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
 高考物理预测题之电学实验一、实验探究题1．在“测量金属丝的电阻率”实验中：（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）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）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。  则图像斜率　     　。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．老师要求各小组自备电池测量电源电动势和内阻。（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）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．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）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）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）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）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．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）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）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．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）短接①②，将单刀双掷开关 与 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 与 接通，电流计 G 示数变为 ，则 　     　 （填“大于”或“小于”）；（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）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）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．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 为 ，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．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）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）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）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．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）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）在下列设计的测量电路中，应选用____。A． B．C． D．（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．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123456电压U/V0.511.051.561.972.292.70电流I/A0.100.200.300.380.460.52⑶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．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）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）在如图甲所示的电路中，电压表应选用　     　。（填“C”或“D”）（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）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．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）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）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）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．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．欲测量一个未知电阻R的阻值。（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）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和，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．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）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）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）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）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）15．一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）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）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．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）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）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/ΩI/A/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50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）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）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”)。
 1．（1）0.6；0.6；左（2）乙（3）2.3；0.262．（1）“柠檬电池”的内阻太大；1500（2）C；1.49；0.113．（1）量程太大（2）1.0（3）D（4）1.48（1.47~1.49）；1.65（1.62~1.71）4．（1）C；D（2）CABDE；L1；R15．（1）大于（2）（3）向上（4）4006．变小；；无；51.807．（1）③；偶然（2）（3）M；258．（1）B；D；G（2）B（3）5.3；0.849．A；C；E；；0.1710．（1）1.200（2）D（3）；；（4）11．（1）N；92（2）增大（3）1.1；1012．b；；；；13．（1）120（2）C；D；2900；12214．（1）越大（2）1900（3）DEH（或方案二DH）（4）或方案二15．（1）负；0.33（2）0.30；；16．（1）3.70（2）6.0；（3）12；3.0（4）偏小