2022届高考物理二轮专题复习优化过关：电学实验 WORD版含答案.docx

1、2022年高考物理专题复习 电学实验 优化过关卷1某实验小组用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻是阻值为的定值电阻，通过改变电阻箱的阻值，可测出两端的对应电压，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图乙所示请完成以下数据分析和处理：（1）实验中如图丙所示的电阻箱接入电路的阻值为_；（2）已知图乙中图线的纵轴截距为，斜率为，则电池的电动势_、内阻_（结果均保留一位小数）2用图甲所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：双量程电流表A：（量程为00.6A，03A）；双量程电压表V：（量程为03V，015V）

2、；滑动变阻器R1：（阻值范围为010，额定电流为2A）。(1)为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为_A，电压表的量程为_V。(2)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图乙中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=_V、内阻r=_。（结果均保留三位有效数字）(3)某同学经过正确的操作获得了若干组实验数据，据此描绘出的U-I图像（其中U、I分别为电压表和电流表的示数）如图丙中的实线所示，虛线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线，下列图像合理的是_。A、 B、 C、 D、3某同学对有故障的电热毯进行探究。图甲是电热毯的电路示意图，其

3、中电热线和导线通过金属接线片连接。图乙为测试电路原理图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表。（1）请在图丙中添加连线连接成与图乙对应的实验实物图_。（2）断开K1，用上述测试电路在1和1之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的UI图像如图丁所示。已知电热线材料的电阻率为2.85 10 - 7m，电热线的直径为0.160mm。可求得此电热线的电阻为_，总长度为_。（结果均保留三位有效数字）（3）为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图甲中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在_之间（在“1和2”、“1和2”、“

4、2和3”、“2和3”中选填一项）。测试点3和32和31和11和21和3电表指针有无偏转电压表有无有有无电流表无有有无有4在2013年，中国科学院物理研究所汪卫华研究组的张博等科研人员研制出一种具有聚合物塑料与金属特点于一身的新材料，它被命名为金属塑料，天人中学高二年级小明同学需要探究新材料制成的圆柱体的电阻。他在学校物理实验室进行了探究，所做步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图甲可知其长度为_cm；（2）用螺旋测微器测量直径如图，由图可知其直径为_mm；（3）该同学想用伏安法精确地测其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻Rx约为。A电流表（量程04mA，内

5、阻约）；B电流表（量程020mA，内阻约）；C电压表（量程04V，内阻约）；D电压表（量程015V，内阻约）；E.直流电源E（电动势4V，内阻不计）F.滑动变阻器（阻值范围0，允许通过的最大电流2.0A）；G.滑动变阻器（阻值范围0，允许通过的最大电流0.5A）；H.开关S.导线若干。（4）实验中应选择的仪器是_。（请填写选项前对应的字母）。（5）若该同学用伏安法测得到的结果与R的估计值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为_。（保留2位有效数字）5某课题研究小组需要测量一阻值约为3.0k的圆柱形电阻的电阻率，采用伏安法测量电阻的阻值，准备了如下实验器材：A电压表V（量程4V，内阻约为4

6、.0k） B电流表A1（量程10mA，内阻约为10） C电流表A2（量程2mA，内阻约为20） D滑动变阻器R1（020）E.电源电动势3.8V，内阻较小 F.开关S只、导线若干设计电路进行实验时，电流表应选择_ （选填“B”或“C”），实验测出圆柱形的阻值为 R0，长度为l，截面直径为d，则电率的表达式为= _， 测截面直径时，螺旋测微器如图所示，则直径d= _ mm。6图为一正在测量中的多用电表表盘。如果是用10挡测量电阻，则读数为_。如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为_mA。如果是用直流5V挡测量电压，则读数为_V。7在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，有以下器材：小灯泡L（2.5V

7、，0.3A）直流电流表A（量程00.6A，内阻约为0.1）直流电压表V（量程03V，内阻约为3k）滑动变阻器R1（05，3A）滑动变阻器R2（020，1A）2节干电池（1.5V）电键S及导线若干（1）根据实验目的，滑动变阻器应选择_（填“R1”或“R2”）。（2）请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路图连接完整。_（3）第一组实验操作中，某同学闭合开关后，调节滑动变阻器，小灯泡不亮，电表无示数。该同学怀疑e、q段电路中某处有断路，于是用如图乙所示多用电表检测电路故障原因。保持开关闭合，该同学将滑动变阻器滑片P置于中间某一位置，使用多用电表_挡位，将红表笔置于_点（选填实物图中字母，各接线柱已标

8、出小写英文字母）不动，用黑表笔依次接触h、g、k和m点，观察多用电表示数并记录如下表。检测点hgkm示数有无情况有有有无根据示数情况判断故障产生位置为_。（4）第二组实验中，某同学将滑动变阻器滑片P滑至最左端，闭合开关，发现电压表和电流表示数分别为U1=1.00V，I1=0.16A。拆下小灯泡后，发现电压表示数变为U2=2.90V，电流表示数几乎为零。为使电压表示数从零开始，分析原因该同学用多用电表欧姆挡_（填“1”“10”“100”或“1k”）挡位进行检测，检测前将电路断开开关，应检测_（选填实物图中字母）段电路。8在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A干电池

9、一节 B电流表（量程0.6A）C电压表（量程3V） D开关S和若干导线E滑动变阻器（最大阻值20，允许最大电流2A）F滑动变阻器（最大阻值200，允许最大电流1A）（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选_（填“”或“”）。（2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整_（提示：有两条线需要连接），要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大。（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数、用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出UI图线_，由此求得待测电池的电动势_V，内电阻_。（结果保留三位有效数字）9有一小

10、灯泡上面标有“6V，4W”字样，现在要描绘这个灯泡的UI图线，下列器材可供选用。电流变A1（量程03A，内阻约为0.1）电流表A2（量程01A，内阻约为5）电压表V1（量程03V，内阻约为3k）电压表V2（量程09V，内阻约为200k）滑动变阻器R1（阻值范围050，额定电流1A）滑动变阻器R2（阻值范围05，额定电流2A）开关一个、导线若干（1）实验中所用电压表应选_（填“V1”或“V2”），电流表应选_（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选_（填“R1”或“R2”）；（2）灯泡的I-U图线如图所示，则灯泡的电阻随所加电压的增大而_（填“增大”“减小”或“不变”）。10测定某合金电阻率的实

11、验器材如下：待测电阻（阻值约为8）、学生电源（3V）、开关、导线、电流表A（量程00.6A，内阻约0.1）、电压表V（量程03V，内阻约3k）、滑动变阻器（最大阻值10）、刻度尺、螺旋测微器。（1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d。某次测量时，螺旋测微器的示数如下图所示，则该次测量值_mm。（2）用伏安法测量电阻时，电流表和电压表的连接方法有以下两种方式，其中甲图测量结果_（选填“”、“”或“”）；乙图测量结果_（选填“”、“”或“”）。（3）为使金属丝两端电压调节范围尽量大，并使测量结果尽量准确，以下电路应选用_ABCD（4）当合金丝两端电压为U时，通过合金丝的电流为I；测得合金丝的长度为L

12、，直径为d，请根据这些物理量写出求该合金电阻率的表达式_。11小王同学需要测量一个未知电阻Rx的阻值，但身边只有下列器材（A）一个电压大小不变、数值未知电源；（B）一个总刻度为30格，量程没有标定的电流表；（C）一个电阻箱R0（0-9999欧）；（D）一个电键及足够的导线。(1)小王同学利用上述器材设计了如图所示的电路，测得未知电阻的阻值。请写出计算关系式_（需标明关系式中各个量表示的含义）。(2)为了比较准确地测出未知电阻的阻值，需要改变电阻箱的阻值进行多次测量。第一次闭合电键测量时，电阻箱的取值是_（选填：“最大值9999欧”、“最小值0”或“任意值”）。测得第一次电流表偏转1格，请你通过

13、计算，分析第二次测量时电阻箱可取的范围( ) 。(3)考虑到实验中可能产生读数的错误，我们可以通过多次测量，利用图像发现这类错误，剔除这些数据，根据下面表格的实验数据画出图像_。下面6组数据，其中有一组读数错误，请你通过作图回答，读数错误的是序号为第_组，未知电阻的阻值为_欧姆。序号123456电阻箱读数/欧姆230130105805540电流表读数/（格）6.09.012.015.020.025.012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

14、，测得该合金丝的直径为_；（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，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_（保留2位有效数字）。次数1234560.500.751.201.652.102.500.210.240.300.350.370.392.383.134.004.715.686.410.30000.40000.50000

15、.60000.70000.800013（1）小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如图所示，则该金属丝的直径_，然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度_；（2）然后小明又用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻约为，为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻，且测量时要求通过金属丝的电流在之间变化。根据下列提供的实验器材，解答如下问题：A量程，内阻的电流表B量程，内阻约为的电流表C量程，内阻约为的电压表VD滑动变阻器全电阻，允许通过最大电流E滑动变阻器全电阻，允许通过最大电流F阻值为的定值电阻G阻值为的定值电阻H电动势为的蓄电池EI电键S一个、导线若干（3）根据分析滑动

16、变阻器选_，定值电阻选_（请填器材前面的序号字母）（4）根据上述器材和实验要求完成此实验，请在虚线框内画出测量该金属丝电阻的实验原理图（图中元件用题干中相应的元件符号标注）：( )（5）实验中测得电表A1示数为I1，A2表示数为I2，其它所选的物理量题目中已给定，请写出电阻丝的电阻表达式_。从测量原理看，其测量值与真实值相比_（填“偏大”“偏小”或“相等”）。14某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A电流表（内阻，满偏电流）B电流表（内阻约为，量程为）C定值电阻D滑动变阻器E干电池组F一个开关和导线若干G螺旋测微器，游标卡尺（1）如图，用螺旋测微器测金属棒直径为_：

17、如图用游标卡尺测金属棒长为_（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用_挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则金属棒阻值约为_（3）根据提供的器材，为了尽可能精确测量金属棒的阻值，设计出电路图如图乙所示若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的符号表达式为_（用，表示）15在测电源电动势和内阻的实验中，用电源、电阻箱、电压表连成如图所示的电路。一位同学记录的6组数据见下表：R/2.03.06.0101520U/V1.301.361.411.481.491.50（1）根据这些数据计算出电流，选取适当的坐标轴，并在如图

18、所示的方格纸上画出U-I图线_。（2）根据图线可得电源的电动势E=_V，电源的内阻r=_。（3）该实验的误差为电源的电动势测量值_（选填“大于”、“小于”）真实值。16测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图象如图所示；请回答下列问题：（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器_处（填“a”或“b”）（2）现有以下器材：A干电池1个 B滑动变阻器（050） C电压表（03V）D电压表（015V） E.电流表（00.6A） F.电流表（03A）其中电流表应选_，电压表应选_。（填字母代号）（3）如图乙是根据实验数据画出的U-I图象，由此可知这个

19、干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。（计算结果均保留三位有效数字）17在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A小灯泡：规格为“3.8V；0.3A”B电流表：量程00.6A，内阻约5C电流表：量程03A，内阻约1D电压表：量程05V，内阻约5kE.滑动变阻器：阻值范围010，额定电流2AF.电池组：电动势6V，内阻约为1G.开关一只，导线若干（1）为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8V且能方便地进行调节，因此电流表应选_（选填代表器材的字母选项）。（2）根据你选用的实验电路，完成如图所示的实物连接图_。18某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的

20、电阻率（图中Rx表示待测金属丝的电阻）。（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为_mm。用游标卡尺测金属丝的长度如图丙，则长度为_cm；（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至_ ；（选填“左端”或“右端”）（3）实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为4mA、内阻为120的灵敏电流计G与阻值为的定值电阻串联后，改装成量程为6V的电压表，则_；（4）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为L，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为Rx，则被测金属丝的电阻率为_ ；（用题中所给物理量的字母表示）（5

21、）实验中测得待测金属丝的电阻Rx的阻值约为70。实验时电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则关于电流表的内阻的判断可能正确的是( )A B C参考答案：1 50 1.5 0.2【解析】(1)1 电阻箱接入电路的阻值为(2)23根据闭合电路欧姆定律，可得整理可得依题意，可得解得2 00.6 03 1.52 1.80 A【解析】(1)12干电池的电动势约1.5V，为了防止电池极化，通过电池的电流不能太大，通电时间不能过长，也为了调节方便，提高测量精度，实验中应选用电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V。(2)3每格表示0.04V，干电池的电动势为4电池内阻为(3)5如图所示，把虚线框

22、内部分看作等效电源，电动势的测量值等于虚线框部分电路的路端电压，路端电压小于电源的电动势，所以电动势的测量值小于电源电动势；内阻的测量值等于电压表内阻和电源内阻的并联值，小于电源的内阻。即电动势和内阻的测量值都偏小，故选A。3 560580 39.540.9 1和2【解析】（1）1连接出的与图乙对应的实验实物图如下（2）2由UI图象可得电热线的电阻为3由电阻定律得化简有代入数据有L = 40.2m（3）4根据欧姆定律和串并联规律，可看出1与3之间无电压有电流、1和1有电流有电压，而2与3之间无电压有电流，可判断断路位置可能在1和2之间。4 5.015 4.700 BCEFHS 6.910-2【

23、解析】（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度为5.0cm+0.05mm3=5.015cm；（2）用螺旋测微器测量直径为4.5mm+0.01mm20.0=4.700mm；（4）电源电动势为4V，则电压表选择C；电路中可能出现的最大电流为则电流表选择B；滑动变阻器要接成分压电路，则选择F；则要选择的仪器是：BCEFHS。 （5）根据圆柱体材料的电阻 由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为=6.910-2m5 C 6. 870【解析】1由题意可知，电源电动势3.8V，测量一阻值约为3.0k，根据欧姆定律可得电流约为故设计电路进行实验时，电流表应选择A2，即C；2根据电阻定律公式解得电率的表达式为3由图可

24、知，螺旋测微器的读数为6 190 4.4 2.20【解析】1如果是用10挡测量电阻，读数为2如果是用直流10mA挡测量电流，最小分度为0.2mA，只要读到小数点后一位即可，则读数为4.4mA。3如果是用直流5V挡测量电压，最小分度为0.1V，要估读到0.01V，则读数为2.20V。7 见解析 直流电压2.5V q 直流电流表断路 1 P、e【解析】（1）描绘小灯泡伏安特性曲线实验，滑动变阻器采用分压式接法，选择。（2）根据小灯泡L的规格2.5V，0.3A及使用电表参数，电流表应采用外接，实物图如图所示。（3）第一组实验中，电路闭合状态下，应使用多用电表直流电压2.5V挡检测故障，电流流入红表笔

25、，接q点。分压电路中某处有断路，在滑动变阻器滑片P置于中间某一位置时意味着分压电路两端是存在电压的。断路处两端电压为零，黑表笔分别接h、g、k和m点，观察多用电表示数情况，可知k、m间断路，即直流电流表断路。（4）第二组实验中，将滑动变阻器滑片P滑至最左端，闭合开关，发现电压表和电流表有示数，可能的原因是P、e段电路断路。检测电路的通断用多用电表欧姆挡“1”挡位检测，需测量P、e段。8 R1 1.40 2.50【解析】（1）1为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的R1；（2）2根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示（3）345根据坐标系内描出的点，作出电源的UI图象如图所示由

26、图示图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源电动势为，电源内阻为9 V2 A2 R2 增大【解析】（1）1由题可知，灯泡的额定电压为6V，电压表应选量程为09V的V2。2灯泡额定电流为为减小误差，电流表应选量程01A的A2。3测量小灯泡的伏安特性曲线电压应从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，为方便调节，选择总电阻较小的R2。（2）4I-U图像上点与原点连线斜率的倒数表示电阻，由图可知随着灯泡两端所加电压增大，灯泡的电阻增大。10 0.646 A 【解析】（1）1螺旋测微器的读数为（2）2甲图为电流表外接法，电压的测量值为准确值，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可得3乙图为电流表内

27、接法，电流的测量值为准确值，电压的测量值大于真实值，由欧姆定律可得（3）4由题意金属丝两端电压调节范围尽量大，则滑动变阻器采用分压式接法，根据计算可得为使测量结果尽量准确，电流表采用外接法，故A正确，BCD错误；（4）5由电阻定律得由欧姆定律得联立可得11 最大值9999欧 334到9999 2 20【解析】(1)1第一次测量：电阻箱的取值为R01，电流表示数为N1格；改变电阻箱的阻值，第二次测量：电阻箱的取值为R02，电流表示数为N2格。由电池两端电压一定可得关系式解得(2)23设电流表偏转1格表示的电流为I，则电源电压为第二次电流表指针的偏转格数最大为30格，对应电阻箱的取值R0，有解得由

28、上式得，电阻箱的可取值范围：最小值334欧姆，最大值9999欧姆 ，所以第一次电阻箱阻值取最大值9999欧。(3)4根据欧姆定律解得画出图像如图所示5从图像可以看出，第2组数据偏离直线最大，所以第2组读数错误 6根据图像，纵截距表示未知电阻12 B A 0.400 见解析 （范围内均可）【解析】（1）12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，应先打开锁紧装置C，然后将合金丝置于测砧与测微螺杆之间，之后调节旋钮B进行粗调，当测微螺杆快靠近合金丝时，改为调节微调旋钮A，当听到“喀喀”声时停止，然后读数，读数完毕后，再将锁紧装置C关闭。3该合金丝的直径为（2）4由题意可知电压表应选择

29、3V量程，如图所示。5根据电阻定律有由图可知图线斜率为解得13 3.205 10.230 D F 相等【解析】（1）1该金属丝的直径d=3mm+0.01mm20.5=3.205mm2该金属丝的长度L=10.2cm+0.05mm6=10.230cm（2）345由于测量时要求通过金属丝的电流在00.5A之间变化，最大电压约为2.5V，所以控制电路采用分压式控制电路，金属电阻丝的电阻Rx约为5.0较小，根据“大内小外”的规律测量电路采用伏安法外接法，又因为电动势为6V的蓄电池E，但是电压表量程太大测量误差太大，则需要用电流A1进行改装，串联阻值为29的定值电阻R3，改装为量程为U=I（r1+R3）=

30、0.1（1+29）V=3V滑动变阻器选择阻值较小的R1，实验电路图如图所示（3）6电阻丝的电阻表达式为7从测量原理看，电阻丝的电流、电压都没有误差，所以其测量值与真实值相比相等。14 6.123#6.122#6.124 10.230 10.0 【解析】（1）1金属丝的直径为（6.122 6.124均正确）；2 游标卡尺测金属棒长度为（2）3用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，即偏向0刻度线，所以示数偏小，要增大示数则要倍率减小换成“”的倍率；3电阻读数为（3）5由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为15 1.50 0.35 小于【解析】(1)1由图示电路图可知，实验

31、采用伏阻法测电源电动势与内阻，在闭合电路中，电源电动势变形得可知是线性关系，分别以为纵轴，以为横轴，做出的图像，根据表中实验数据进行计算，如下表所示R/2.03.06.0101520U/V1.301.361.411.481.491.501/U（V-1）0.770.740.710.680.670.661/R（-1）0.500.330.170.100.070.05根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：(2)23由图示图象可知可得E=1.50V又有解得R=0.35(3)4由于电压表分流，的值并不是流过电源的电流，而只是流过R的电流，所以最终测量的是电压表与电源并联后的新电源的电

32、动势和内阻，所以测量值均小于真实值；16 a E C 1.50 0.750【解析】（1）1应将触头调到a端，使滑动变阻器的接入电路的阻值最大。（2）23根据图乙可知，测量的最大电压为1.5V，最大电流为0.4A，为了测量准确，电流表应选E，电压表应选C。（3）45在UI图像中，根据可知图像在纵轴的截距表示电动势，图像的斜率绝对值表示内电阻，因此，17 B 【解析】（1）1 因小灯泡的额定电流为0.3A，为减小示数误差，让指针偏角大一些，则电流表应选B（2）2 因灯泡内阻较小，所以电流表应采用外接法；同时为了让电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式连接，实物连接图18 2.095 7.060 左端 1380 C【解析】（1）1由图示螺旋测微器可知，其示数为2由图示游标卡尺可知，其示数为（2）3为了保护电路，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至最左端使待测支路电流为零；（3）4由电表改装原理可得，应串联的电阻（4）5由电阻定律得及金属丝的横截面积公式联立可得（5）6由（3）可知电压表的内阻为，由题意知电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则有代入数据得故选C。