2023年高考物理一模試題匯編全國(guó)通用11 電學(xué)實(shí)驗(yàn)一（解析版）

專題11電學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）

1、（2023?浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高三下學(xué)期2月統(tǒng)測(cè)）傳感器在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用。某學(xué)習(xí)小組利用

壓力傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量壓力大小的電路。壓敏電阻的阻值R與所受壓力大小尸的關(guān)系如圖甲所示，壓

力F在O200N范圍內(nèi)時(shí)圖線為直線。

先利用如圖乙所示的電路，測(cè)量F=O時(shí)壓敏電阻的阻值4。主要器材如下。

壓敏電阻H（尸=0時(shí)的阻值凡在90~ll（）Ω之間）；

電源（電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì)）；

電流表Gl（量程IomA,內(nèi)阻R”=200C）；

電流表G2（量程50mA,內(nèi)阻R.2約為lθθɑ）;

定值電阻N=200。；

滑動(dòng)變阻器&；

開關(guān)酬、S?及導(dǎo)線若干。

甲乙

請(qǐng)完成下列問題：

①要求盡量準(zhǔn)確測(cè)量壓敏電阻的電阻值，導(dǎo)線C端應(yīng)與（填%"或"6"）點(diǎn)連接。

②滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)中&應(yīng)選擇。

A.最大阻值為20Ω

B.最大阻值為2（X）Ω

③閉合開關(guān)a、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接人回路部分的阻值，從最大值逐漸減小，電流表Gz讀數(shù)為40mA

時(shí)電流表Gl讀數(shù)為8.0mA,可知4=Qo

④斷開開關(guān)與，繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器用,使電流表Gz達(dá)到滿偏，滿偏電流刻度處標(biāo)記F=0。此時(shí)滑動(dòng)

變阻器接入電路部分的阻值和G2內(nèi)阻之和為Ω°保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，當(dāng)電流表G2示數(shù)為

30mA時(shí)，壓力尸=No

【答案】aB100140160

【解析】①⑴因?yàn)殡娏鞅鞧?內(nèi)阻未知，所以為了消除誤差需要將電流表G?外接，故導(dǎo)線C端應(yīng)與點(diǎn)

連接。

②⑵壓力為0時(shí)，壓敏電阻兩端的電壓最大為

3

UnBX=+Λl)=10×10^A×(2∞Ω+200Ω)=4V

滑動(dòng)變阻器最大阻值為20。時(shí)，阻值太小，無法滿足調(diào)節(jié)要求。壓力為。時(shí)，電流表Gl會(huì)超量程。滑動(dòng)變

阻器最大阻值為200Ω時(shí)?，滿足要求。

故選Bo

③⑶山題意可知

/°Z2-A

④⑷根據(jù)分析得滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值和G2內(nèi)阻之和為

N='―/出=140C

⑸電流表G2示數(shù)為30mA時(shí)，壓敏電阻兩端電壓為

UO=E-/；R'=7.8V

壓敏電阻為

R=%=260Ω

'Γ2

根據(jù)甲圖解析式可得

R=R0+kF=（100+F）Ω

解得

F=160N

2、（2023?安徽省江南十校高三下學(xué)期聯(lián)考）某實(shí)驗(yàn)小組要將一量程為300μA的微安表改裝成量程為6V的

電壓表。該小組測(cè)得微安表內(nèi)阻為IOooC,經(jīng)計(jì)算后由電阻箱提供阻值為R的電阻與該微安表連接，進(jìn)行

改裝。該電阻箱總阻值為99999?9Ω,精度為0.1Ω,,然后用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表，根據(jù)圖（α）所示電路對(duì)改裝后

的電壓表進(jìn)行檢測(cè)（虛線框內(nèi)是改裝后的電壓表）。

（1）根據(jù)題給條件，完善圖（。）虛線框中的電路。

（2）當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)為5.0V時(shí)，微安表的指針位置如圖（6）所示.由此可以推測(cè)出改裝后的電壓表

量程不是預(yù)期值，而是。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

圖（b）

A.5.85VB.6.15VC.6.25VD.6.35V

（3）產(chǎn)生上述問題的原因可能是。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻大于IOo0Ω

B.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻小于IooOQ

B、C錯(cuò)誤。

故選AD0

（4）[4]改裝后電壓表量程為

4=∕g（K+R）=6?25V

若實(shí)際量程為6V,則有

MRg+R'）=6V

聯(lián)立兩式解得

ncnn

R=R---------Ω=R-833.3C

3

故只需要將阻值為R的電阻減小833.3Ω即可。

3、（2023?湖北省八市高三下學(xué)期3月聯(lián)考）研究小組利用如圖（a）所示電路測(cè)量某水果電池的電動(dòng)勢(shì)

和內(nèi)阻。電流表Al和A2量程均為200μA,內(nèi)阻相同。電阻箱R、凡和Rl的最大阻值均為99999C。

×1×10χ∣00

(α>(*)

（1）測(cè)量電流表的內(nèi)阻。調(diào)節(jié)電阻箱A&的阻值均為2000C,閉合開關(guān)Sl和邑，調(diào)節(jié)電阻箱RI使電流

表A?的示數(shù)為零，電阻箱Rl的阻值如圖（b）所示，則電流表的內(nèi)阻&=。。

（2）保持Sl閉合，斷開S2。將電阻箱R。調(diào)到Ω,使凡與A2整體可視為量程為0.5V的電壓表。

（3）接著，保持電阻箱凡不變，改變電阻箱R的值，記錄電流表Al和A?的值乙和/?,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所

∕J?O

Λ(μA)366694114134

??(MA)182167153143133

根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制圖像如圖（C）所示，則水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻，=Qo（計(jì)算結(jié)

果保留一位有效數(shù)字）

（4）實(shí)驗(yàn)后研究小組發(fā)現(xiàn)開關(guān)S,氧化嚴(yán)重，閉合時(shí)的接觸電阻較大。與水果電池的實(shí)際值比較，該小組

測(cè)得的內(nèi)阻。（選填"偏大"、"偏小"或"不變"）

【答案】900160014×103偏小

【解析】（1）田根據(jù)電橋法測(cè)電阻的推論，當(dāng)電流表A2的示數(shù)為零時(shí)，電阻關(guān)系滿足

RoRl

讀出R∕=900Q,故4f=900Q0

（2）⑵根據(jù)歐姆定律得

U=I（RΛ+RO）

解得

‰=1600Ω

（3）⑶⑷由閉合電路歐姆定律得

2500I2=E-l∣（RA+Γ）

(3)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值，保證Vl滿偏，記錄V2的示數(shù)S和電阻箱的阻值凡

斷開開關(guān)。多次重復(fù)上述操作。根據(jù)多次測(cè)得的數(shù)值在3-R坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖丁請(qǐng)根據(jù)坐標(biāo)系中的

描點(diǎn)作出&-R圖線.

(4)根據(jù)圖丁中圖線求得Vl的量程〃=—V,內(nèi)阻咫=一。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

2.5##2.6##2.7##2.8##2.9##3.02.8##2.9##3.0##3.

【解析】(1)[1]電壓表Vl的內(nèi)阻約為32×100Ω=3200Ω

(2)[2]電路連線如圖;

(3)⑶作出圖線如圖

(4)⑷⑸由電路可知

U2=U+^R

RV

根據(jù)圖丁中圖線可知

Ux=2.5V

Ux_6.0-2.5

瓦—4.2xl()3

求得Vl的量程

L?=2.5V

內(nèi)阻

Λr=3.0kΩ

5、（2023?福建省龍巖市高三下學(xué)期3月質(zhì)檢）某同學(xué)要將量為300μA,內(nèi)阻未知的微安表G改裝成量程

為3V的電壓表。他先測(cè)量出微安表G的內(nèi)阻，然后對(duì)微安表進(jìn)行改裝，最后再利用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對(duì)改

裝后的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)。

（1）利用"半偏法"原理測(cè)量微安表G的內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)中可供選擇的器材：

A.滑動(dòng)變阻器Rl（0~40kΩ）

B.電阻箱R（O~9999.9Q）

C.電源用（電動(dòng)勢(shì)為12V）

D.電源￡（電動(dòng)勢(shì)為15V）

E.開關(guān)、導(dǎo)線若干

具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

。.按電路原理圖甲連接好電路；

A將滑動(dòng)變阻器4的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S后調(diào)節(jié)Rl的阻值，使微安表G的指針滿偏；

c.閉合開關(guān)S,保持R不變，調(diào)節(jié)尼的阻值，使微安表G的示數(shù)為150RA,止匕時(shí)的示數(shù)為4000.0Q。

<§>

回答下列問題：

①實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用_（選填"片"或"E」）。

②由實(shí)驗(yàn)操作步驟可知微安表G內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比（選填"偏大""相等"或"偏小"）。

（2）利用合適的電源E、滑動(dòng)變阻器R、標(biāo)準(zhǔn)電壓表V以及題（1）中的電阻箱在圖乙虛線框內(nèi)畫出

對(duì)改裝的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)的電路，其中部分電路元件已在圖中給出。

（3）由于內(nèi)阻測(cè)量造成的誤差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，改裝電壓表中微安表G的示數(shù)為297μA,為

了盡量消除改裝后的電壓表測(cè)量電壓時(shí)帶來的誤差，與微安表串聯(lián)的電阻值調(diào)至______________Ω（結(jié)果

保留1位小數(shù)）。

【答案】El偏小5899.0

【解析】（1）①口］根據(jù)題意，由歐姆定律可知，若電源選取￡，電路中的最小電流約為

超過微安表量程，則電源選Ei

②⑵實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)S,外電路的總電阻減小，總電流變大，即干路電流大于4,則流過微安表的電流

為土,流過電阻箱的電流大丁4,由并聯(lián)分流原理可知，電阻箱電阻小于微安表內(nèi)阻，即微安表G內(nèi)阻

22

的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏小。

(2)⑶根據(jù)題意，由實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)電路圖，如圖所示

(3)⑷根據(jù)題意，由上述分析可知，微安表內(nèi)阻約為4000Ω,則改裝成量程為3V的電壓表需串聯(lián)一個(gè)

6000Ω的電阻，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，若改裝電壓表中微安表G的示數(shù)為297μA,則此時(shí)，微安表

的等效內(nèi)阻為

%=y≈10101.0Ω

若調(diào)整準(zhǔn)確，則微安表的等效內(nèi)阻為

9=y-=10000.0Ω

即需將改裝后電表的等效內(nèi)阻減小101?()C,即與微安表串聯(lián)的電阻值調(diào)至

R=(6000-101.0)Ω=5899.0Ω

6、(2023?遼寧省鞍山市高三下學(xué)期一模)某學(xué)習(xí)小組用兩種不同的金屬電極插入檸檬做了一個(gè)“水果電

池”，如圖α所示。將該水果電池給"1.5V、0.3A”的小燈泡供電，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，檢查電路無故障，測(cè)

量電路中的電流，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不足3mA。

+

（3）⑶連好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器在阻值較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，電壓表示數(shù)變化不明顯，由于

水果電池內(nèi)阻很大，而滑動(dòng)變阻器采用的是限流式接法，所以導(dǎo)致的原因是所選用的滑動(dòng)變阻器阻值偏小;

（4）⑷根據(jù)閉合電路歐姆定律

E=U+Ir

化解得

U=-rI+E

可解得

E=1.55V

⑸UJ圖像斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，可得

∣?t∕∣∣0.50-1.55_?.,

r=-----=--------------Ω≈21.09krΩι

IMII48×10^6

7、（2023?河北省新高考九師聯(lián)盟高三下學(xué)期2月質(zhì)檢）實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的電路來測(cè)量阻值約為18Ω

的電阻R,的阻值，圖中凡為標(biāo)準(zhǔn)電阻，阻值為&,=4Q；V1?匕為理想電壓表，S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻

器，E為電源，采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）按照?qǐng)D甲所示的實(shí)驗(yàn)原理線路圖將實(shí)物圖補(bǔ)充完整?

（2）實(shí)驗(yàn)開始之前，將滑動(dòng)變阻器的滑片置于（填“最左端"、"最右端"或"中間"）位置。合

上開關(guān)s,改變滑片的位置，記下兩電壓表的示數(shù)分別為4、則待測(cè)電阻的表達(dá)式為&=

（用q、U2、%表示）.

（3）為了減小偶然誤差，改變滑片的位置，多測(cè)幾組■、&的值，作出的5圖像如圖乙所示，圖

像的斜率為氏=（用&、％表示），可得E=Q。

【解析】（1）口］根據(jù)題意，由圖甲電路圖，補(bǔ)充完整的電路連線圖如下

（2）［2］為了電路安全，防止電流過大，閉合開關(guān)前，將滑片置于最右端位置。

⑶由串聯(lián)電路電流相等結(jié)合歐姆定律可得

U?-U1/

凡―一

整理可得待測(cè)電阻

R、=———R0

u,-u2

（3）⑷根據(jù)上述分析可知

U1-U2_u2

&nR

整理可得

&

則G圖像的斜率

段

[5]根據(jù)題意，由圖乙可得

,2.4

K=——

2.0

又有

R0=4Ω

聯(lián)立解得

Rx=20Ω

8、（2023?湖南省長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)高三下學(xué)期第七次月考）半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器,

其阻值會(huì)隨壓力變化而改變?，F(xiàn)有一壓力傳感器：

（1）利用圖甲所示的電路測(cè)量該傳感器在不同壓力下的阻值RN,其阻值約幾十千歐，實(shí)驗(yàn)室提供以下器

材：

電源電動(dòng)勢(shì)為3V

電流表A（量程250μA,內(nèi)阻約為50Ω）

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約為20kΩ）

滑動(dòng)變阻器R（阻值。?IOOC）

為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，開關(guān)Si、S2應(yīng)該分別接在（選填“1”或“2”“3”或"4”）；

（2）通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得其阻值HN隨壓力廠變化的關(guān)系圖像如圖乙所示：

（3）由圖乙可知，壓力越大，陽值（選填“越大”或“越小”），且壓力小于2.0N時(shí)的靈

敏度比壓力大于2.0N時(shí)的靈敏度（靈敏度指電阻值隨壓力的變化率）（選填“高”或"低”）；

（4）利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了如圖丙所示的自動(dòng)分揀裝置，可以將質(zhì)量不同的物體進(jìn)行分揀，圖中及N為

壓力傳感器，R'為滑動(dòng)變阻器，電源電壓為6V（內(nèi)阻不計(jì)）。分揀時(shí)將質(zhì)量大小不同的物體用傳送帶運(yùn)送

到托盤上，為一個(gè)可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，下端有彈簧，控制電路兩端電壓小于3V時(shí)，杠桿08水平，物

體水平通過進(jìn)入通道1,當(dāng)控制電路兩端電壓大于3V時(shí)，杠桿的8端就會(huì)被吸下，物體下滑進(jìn)入通道2,

從而實(shí)現(xiàn)分揀功能。若R調(diào)為30kΩ,取重力加速度g=10m∕s2,該分揀裝置可以實(shí)現(xiàn)將質(zhì)量超過

kg的物體進(jìn)行分揀（結(jié)果保留2位有效數(shù)字），若要將質(zhì)量超過0.2Okg的貨物實(shí)現(xiàn)分揀，

應(yīng)該將R調(diào)成kΩ（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，正確連接電路后進(jìn)行了如下操作:

①把滑動(dòng)變阻器Rl的滑片滑到a端，閉合電鍵S?，并將電阻箱&的阻值調(diào)到較大;

②閉合電鍵a,調(diào)節(jié)打滑片的位置，使電壓表的指針指到滿刻度;

③保持電鍵Sl閉合、Rl滑片的位置不變，斷開電鍵與，調(diào)整&的阻值，當(dāng)飛調(diào)節(jié)旋鈕位置如圖丙所示時(shí),

電壓表的指針指在滿刻度的I處。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖乙補(bǔ)充完整________;

丙

（3）該電壓表內(nèi)阻為______Ω;

（4）在操作無誤的情況下，實(shí)際測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值RM_____真實(shí)值RV（填"大于"、"小于"或"等

于在其他條件不變的情況下，若RV越大測(cè)量誤差就越______（填"大"或"小

【解析】（1）口］根據(jù)電路圖將實(shí)物圖補(bǔ)充如下

（2）⑵電阻箱的讀數(shù)為

0×10000Ω+0×1000Ω+5×100Ω+9×10Ω+6×lΩ+0×0.1Ω=596.OΩ

（3）⑶根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)有

R-U

^-=2—=2

R?t/

代入數(shù)據(jù)解得

&=2R=1192.0Ω

（4）⑷實(shí)驗(yàn)中在斷開S2,調(diào)整電阻箱接入電路阻值時(shí)，電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律

R總

可知總電流減小，滑動(dòng)變阻器的左邊部分電壓增大，則電壓表的指針指在滿刻度的?;處時(shí)，電阻箱兩端的

電壓大于;U,則有

-U

?r<?=2

R-U

3

可得

RVii<2R=RV測(cè)

則實(shí)際測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值；

⑸若RV越大，滑動(dòng)變阻器的左邊部分電壓變化小，電阻箱兩端的電壓越接近滿偏電壓的三分之一，測(cè)量

誤差就越小。

10、（2023?湖北省華中師大新高考聯(lián)盟高三下學(xué)期一模）某興趣學(xué)習(xí)小組根據(jù)所學(xué)的電學(xué)原理，利用相

同的器材，自制了以下不同的電子秤。實(shí)驗(yàn)器材有：

直流電源（電動(dòng)勢(shì)為E=3.0V,內(nèi)阻為r=（）.5C）;

理想電壓表V（量程為3.OV）：限流電阻4=9.50；

豎直固定的滑動(dòng)變阻器R（總長(zhǎng)/=10.0Cm,總阻值R=20.0Ω）;

電阻可忽略不計(jì)的彈簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盤且與滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)端連接，滑片接觸

良好且無摩擦（彈簧勁度系數(shù)Z=103N∕m）;

開關(guān)S以及導(dǎo)線若干.

重力加速度取g=IOm/S?,不計(jì)摩擦和其他阻力。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①兩種電子秤，托盤中未放被測(cè)物前，滑片恰好置于變阻器的最上端，電壓表的示數(shù)均為零。

②兩種電子秤，在彈簧的彈性限度內(nèi)，在托盤中輕輕放入被測(cè)物，待托盤靜止平衡后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑

片恰好處于下端b處，此時(shí)均為電子秤的最大稱重。

-K≡?1V1

CIZIAAO

n

rE~

-

-s?

-

請(qǐng)回答下列問題（所有計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）:

（1）兩種電子秤，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片恰好置于最下端時(shí)，電壓表的示數(shù)均為V；該電子稱的最大

可測(cè)質(zhì)量均為kg?

（2）當(dāng)電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時(shí)，如左圖所示的第一套方案電子稱測(cè)得質(zhì)量為町=

kgo如右圖所示的第二套方案電子稱測(cè)得質(zhì)量為?=kg?

（3）第（填"一"或"二"）套方案更為合理，因?yàn)殡妷罕碜x數(shù)U與物體質(zhì)量機(jī)成線性關(guān)系，電壓表改

裝的電子秤刻度均勻的o（填"是"或"不是"）

【答案】2.010.07.55.0—是

【解析】（1）⑴滑動(dòng)變阻器的滑片恰好置于最下端時(shí)，由歐姆定律可得

E3

U=-------------R=---------×20V=2.0V

R+Rtl+r20+9.5+0.5

⑵由受力平衡可得

解得電子稱的最大可測(cè)質(zhì)量為

,

kl10×0.l,ιnn,

肛皿—=———kg=IO.Okg

gIO

（2）⑶⑷當(dāng)電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時(shí)，電壓表讀數(shù)U=1.5V。

如左圖所示的第一套方案，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U=——-——土R