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高中物理高考 2020年高考物理冲破高分瓶颈考前必破 破（25）电学实验猜押练（原卷版）
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这是一份高中物理高考 2020年高考物理冲破高分瓶颈考前必破 破（25）电学实验猜押练（原卷版），共8页。
【真题引领】
1.（2019·全国卷I·T23）某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)
A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。
2.(2019·全国卷Ⅱ ·T23)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (选填“变大”或“变小”),电压表V1示数 (选填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为|ΔUΔt|=
×10-3 V/℃(保留2位有效数字)。
3.(2019·全国卷Ⅲ ·T23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω),电阻箱(0~99 999.9 Ω),干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计。
将图甲中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为 Ω,滑动变阻器选 (选填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘。
通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图乙所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为 、 。
(3)校准。
红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向 kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图丙所示,则电阻箱接入的阻值为 Ω。
【高考猜押】
4．请读出以下测量仪器的示数，其中游标卡尺读数为________cm，螺旋测微器读数为________mm，多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为________V，若用欧姆表×100挡时的读数为________Ω。
5．(2017·长沙模拟)某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整。
(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2 、A的读数，定值电阻R0的计算表达式是：R0＝________(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0的值________(填“大于”、“等于”“小于”)实际值。
(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出U1—I、U2—I图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是________图线(填“U1—I”或“U2—I”)。若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是________。
6．(2017·天津)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开：若读数为零，则一定是________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
7．实验室中有一块量程较小的电流表G，其内阻约为100 Ω，满偏电流为100 μA，将它改装成量程为1 mA、5 mA的双量程电流表，现有器材如下：
A．滑动变阻器R1，最大阻值50 Ω；
B．滑动变阻器R2，最大阻值50 kΩ；
C．电阻箱R′，最大阻值9 999 Ω；
D．电池E1，电动势3.0 V；
E．电池E2，电动势4.5 V；(所有电池内阻均不计)
F．单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，及导线若干。
(1)采用如图甲所示电路测量电流表G的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为________，选用的电池为________(均填写器材前的字母序号)；采用此种方法电流表G内阻的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)如果在步骤(1)中测得电流表G的内阻为90 Ω，将电流表G改装成双量程电流表，设计电路如图乙所示，则在此电路中，R1＝________Ω，R2＝________Ω。
8．(2017·济宁一模)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有：待测电源(电动势为E，内阻为r)；待测电阻R1；电压表V(量程1. 5 V，内阻很大)；电阻箱R(0～99. 99 Ω)；开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干。
(1)先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。
①闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b读出电压表的示数U2
③则电阻R1表达式为R1＝________。
(2)该同学已经测得电阻R1＝4.95 Ω，继续测量电源电动势E和内阻r做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(保留三位有效数字)
9．某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图1所示。实验器材如下：直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8 A)；
待测电阻Rx(阻值约为20 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值约为50 Ω )；
电压表V(量程15 V，内阻约为15 kΩ)；
电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；
请回答下列问题。
(1)实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到________处(选填“a”、“b”)，其理由是________；
(3)所得实验数据如下表，请在图3所示的直角坐标系上画出U－I图象。
(4)根据所画U－I图象，可求得直流恒流源输出电流I0＝________A，待测电阻的阻值Rx＝________Ω。(结果保留两位有效数字)
10．用伏安法测定电源的电动势和内阻，提供的实验器材有：
A．待测电源(电动势约18 V，内阻约2 Ω)
B．电压表(内阻约几十kΩ，量程为6 V)
C．电流表(内阻约为0.3 Ω，量程为3 A)
D．滑动变阻器(0～50 Ω，3 A)
E．电阻箱(最大阻值999 999 Ω)
F．开关
G．导线若干
(1)为完成实验，该同学将量程为6 V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：________________________。
(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；
③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的阻值如图丙所示，示数为________Ω：
④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V。
(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丁所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的U－I图象如图戊所示，则电源的电动势为________V，内阻为________Ω。
11．某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。
(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W。(结果均保留两位小数)
1
2
3
4
5
电流表的示数I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
电压表的示数U/V
13.9
12.1
10.2
7.60
6.1
【真题引领】
1.（2019·全国卷I·T23）某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)
A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。
2.(2019·全国卷Ⅱ ·T23)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (选填“变大”或“变小”),电压表V1示数 (选填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为|ΔUΔt|=
×10-3 V/℃(保留2位有效数字)。
3.(2019·全国卷Ⅲ ·T23)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω),电阻箱(0~99 999.9 Ω),干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计。
将图甲中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为 Ω,滑动变阻器选 (选填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘。
通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图乙所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为 、 。
(3)校准。
红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向 kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图丙所示,则电阻箱接入的阻值为 Ω。
【高考猜押】
4．请读出以下测量仪器的示数，其中游标卡尺读数为________cm，螺旋测微器读数为________mm，多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为________V，若用欧姆表×100挡时的读数为________Ω。
5．(2017·长沙模拟)某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整。
(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2 、A的读数，定值电阻R0的计算表达式是：R0＝________(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0的值________(填“大于”、“等于”“小于”)实际值。
(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出U1—I、U2—I图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是________图线(填“U1—I”或“U2—I”)。若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是________。
6．(2017·天津)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开：若读数为零，则一定是________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
7．实验室中有一块量程较小的电流表G，其内阻约为100 Ω，满偏电流为100 μA，将它改装成量程为1 mA、5 mA的双量程电流表，现有器材如下：
A．滑动变阻器R1，最大阻值50 Ω；
B．滑动变阻器R2，最大阻值50 kΩ；
C．电阻箱R′，最大阻值9 999 Ω；
D．电池E1，电动势3.0 V；
E．电池E2，电动势4.5 V；(所有电池内阻均不计)
F．单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，及导线若干。
(1)采用如图甲所示电路测量电流表G的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为________，选用的电池为________(均填写器材前的字母序号)；采用此种方法电流表G内阻的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)如果在步骤(1)中测得电流表G的内阻为90 Ω，将电流表G改装成双量程电流表，设计电路如图乙所示，则在此电路中，R1＝________Ω，R2＝________Ω。
8．(2017·济宁一模)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有：待测电源(电动势为E，内阻为r)；待测电阻R1；电压表V(量程1. 5 V，内阻很大)；电阻箱R(0～99. 99 Ω)；开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干。
(1)先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。
①闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b读出电压表的示数U2
③则电阻R1表达式为R1＝________。
(2)该同学已经测得电阻R1＝4.95 Ω，继续测量电源电动势E和内阻r做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(保留三位有效数字)
9．某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值，电路如图1所示。实验器材如下：直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8 A)；
待测电阻Rx(阻值约为20 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值约为50 Ω )；
电压表V(量程15 V，内阻约为15 kΩ)；
电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；
请回答下列问题。
(1)实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到________处(选填“a”、“b”)，其理由是________；
(3)所得实验数据如下表，请在图3所示的直角坐标系上画出U－I图象。
(4)根据所画U－I图象，可求得直流恒流源输出电流I0＝________A，待测电阻的阻值Rx＝________Ω。(结果保留两位有效数字)
10．用伏安法测定电源的电动势和内阻，提供的实验器材有：
A．待测电源(电动势约18 V，内阻约2 Ω)
B．电压表(内阻约几十kΩ，量程为6 V)
C．电流表(内阻约为0.3 Ω，量程为3 A)
D．滑动变阻器(0～50 Ω，3 A)
E．电阻箱(最大阻值999 999 Ω)
F．开关
G．导线若干
(1)为完成实验，该同学将量程为6 V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：________________________。
(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；
③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的阻值如图丙所示，示数为________Ω：
④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V。
(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丁所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的U－I图象如图戊所示，则电源的电动势为________V，内阻为________Ω。
11．某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。
(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W。(结果均保留两位小数)
1
2
3
4
5
电流表的示数I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
电压表的示数U/V
13.9
12.1
10.2
7.60
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