广东省广州市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-13电学实验

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广东省广州市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-13电学实验 一、实验题1．（2022·广东广州·统考模拟预测）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）2．（2022·广东广州·统考二模）用“电流表、电阻箱、开关和若干导线”测量多用电表电池的电动势。完成下列实验内容（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物连成符合实验要求的电路_______；（2）将K旋转到______（选填“10mA”“×1Ω”或“2.5V”）位置；（3）合上开关，调节电阻箱，某次示数如图乙，其阻值为______Ω；（4）调节电阻箱，记录80.0Ω和40.0Ω两组阻值以及对应电流表读数30.3mA和50.3mA，由此求得该多用电表电池的电动势为______V（结果保留一位小数）。3．（2021·广东广州·统考模拟预测）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）。4．（2021·广东广州·统考一模）某同学要测量量程为3V电压表的内阻值，步骤如下：（1）先用多用电表的欧姆挡测量量程为3V电压表的内阻值，用欧姆“×100”挡测量，表盘示数如图甲所示，则电压表示数为______V，阻值约为______Ω；（2）要进一步精确测量电压表内阻值，实验室中可提供的器材有：①电阻箱R，最大电阻为9999Ω②定值电阻r=2kΩ③电动势约为6V，内阻不计的电源E④开关、导线若干。实验的电路图如图乙所示，先正确连好电路，闭合开关S前，先调节电阻箱至电阻值_______（选填“最大”或“最小”）。闭合开关S，调节电阻箱R的电阻值，使得电压表的指针半偏，记下此时电阻箱R的电阻值R1=4450Ω；然后再调节电阻箱R的值，使电压表的指针满偏，记下此时电阻箱R的电阻值R2=150Ω。计算得电压表内阻值RV=_______Ω；若电源的内阻不能忽略，则电压表内阻RV的测量值将_______。A．偏大    B．不变    C．偏小    D．不能确定，要视电压表内阻的大小而定5．（2021·广东广州·统考三模）课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，如图甲所示，同学们决定研究其伏安特性，并测量其正向电压为3.2V时的功率。（1）由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当黑表笔接A端、红表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是___________端。（填“A”或“B”）（2）选用下列器材设计电路进行实验：A．电源电动势E（4.5V，内阻可忽略）B．电流表A（量程0~40mA，内阻可忽略）C．电压表V（量程0~3V，内阻为6000Ω）D．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）E.滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω）F.定值电阻R3（阻值为2000Ω）G.定值电阻R4（阻值为200Ω）H.开关、导线若干。①滑动变阻器应选___________，定值电阻应选___________；（填写器材前字母序号）②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材将电路图补充完整___________；③某同学测量出了多组电压表的示数U及对应的电流表示数I，以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，描绘的图线如图丙所示，则当二极管的两端电压为3.2V时，二极管的功率为___________W。（结果保留2位有效数字）6．（2021·广东广州·统考二模）利用图(a)的电路测量干电池组的电动势和内阻，实验器材有：待测干电池组(由电池A、B串联而成)、电流表(0.6A量程的内阻为0.5Ω)、电阻箱、定值电阻(阻值为2.0Ω)、开关及导线若干。(1)为了完成实验需要进行的测量是______；(2)某同学按图(a)连接线路后，闭合开关，无论怎么调节电阻箱，电流表始终无示数。他为了排查电路故障，保持电路开关闭合，将内阻很大的电压表的“-”接线柱通过导线与a处的接线端保持连接，“+”接线柱通过导线依次与b、c、d、e、f、g、h、j、k处的接线端接触，电压表示数如下表所示：测量端abacadaeafagahaiajak电压/V1.452.882.882.882.882.882.882.882.880则电路存在的故障有______；(3)该同学排除故障后，利用图(a)中的器材和电路完成相关实验：①断开电路开关，调节电阻箱，示数如图(b)，读得电阻值是______Ω；闭合电路开关，电流表的示数如图(c)，电流值为______A；②根据(2)表中的数据和①中的读数，可计算出电池组的内阻是______Ω(计算结果保留两位有效数字)。7．（2021·广东广州·统考一模）某同学为了制作一个简易台灯：先将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器连成图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡达到合适亮度；然后用图乙所示的多用电表测量滑动变阻器接入电路的阻值，以便用定值电阻代替滑动变阻器完成制作。请完成相关实验步骤（多用电表已机械调零，小灯泡仍在发光）：(1)预估：根据滑动变阻器的最大阻值及滑片位置，估计接入电路的阻值约；(2)选挡：将________（选填“”“”或“”）旋转到_____位置；(3)调零：将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，短接红黑表笔，旋转______（选填“”“”或“”），使指针_______________；(4)测量：①___________________________；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱__________________（选填“”“”“”或“”）接触。多用电表的指针位置如图丙，其读数为___________。8．（2020·广东广州·统考二模）某同学利用下列器材研究小灯泡的伏安特性：小灯泡L（额定电压2.5V，额定电流0.3A）；电压表V（量程3V，内阻约3k）；毫安表mA（量程100mA，内阻9）；定值电阻R0（阻值3）；滑动变阻器R（阻值0~10）；电源E（电动势4V，内阻不计）；开关S；导线若干。(1)实验要求在0~2.5V的范围内对小灯泡进行测量，在图（a）中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整_____；(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动至最_____（选填“左”或“右”）端；(3)实验得到该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，可知随着电流的增加小灯泡的电阻_______（填“增大”“不变”或“减小”）；若实验过程中某次读数时毫安表的指针位置如图（c）所示，则此时小灯泡的电阻为_______（保留一位小数）；(4)完成实验后，该同学用另一开关S1和上述器材连接成图（d）所示的电路，闭合开关S、S1，适当调节滑动变阻器R的滑片位置，使小灯泡恰好正常发光；再断开开关S1，此时小灯泡两端的电压为_______V（保留一位小数）。9．（2020·广东广州·统考一模）利用图a所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA），电阻箱，导线若干。回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零；(2)将电阻箱阻值调到最大，再将图a中多用电表的红表笔和_____（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。(3)调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图b所示，则该读数为_________；(4)甲同学根据，得到关于的表达式，以为纵坐标，R为横坐标，作图线，如图c所示；由图得E=______V，R内=______。（结果均保留三位有效数字）(5)该多用电表的表盘如图d所示，其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”，据此判断电阻“×10”挡内部电路的总电阻为______Ω，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是_________________。10．（2020·广东广州·统考二模）某同学设计了一个既可以测电阻又可以测电源电动势与内阻的实验电路，如图甲所示，实验室提供了以下实验器材：电源E（电动势约为6V，内阻约为1Ω）；定值电阻R0（阻值约为5Ω）；电流表A（量程30mA，内阻约为5Ω）；电流表B（量程1A，内阻约为1Ω）；电压表C（量程6V，内阻约为5kΩ）；电压表D（量程3V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器F（阻值0~20Ω）；滑动变阻器G（阻值0~500Ω）根据题中所给信息，请回答以下问题(1)电流表应选________，滑动变阻器应选________；（选填器材代号）(2)该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，其数据如下表所示：I（A）0.300.350.400.450.500.55U1（V）5.685.615.575.515.485.40U2（V）1.441.691.912.162.392.62根据表中数据求得定值电阻R0=________Ω（保留一位小数），其测量值________真实值（选填“>”、“<”或“=”）；该同学同时利用上表测得的数据求得电动势和内阻，由误差分析可知，电动势的测量值________电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。(3)该同学进一步利用了一个辅助电源E′，采用如图乙所示电路测量电源的电动势，测量过程中，调节R后再调节R1，使电流表A1的示数为0，测得多组数据。这样，电源的电动势的测量值________电源电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。
参考答案：1．     “柠檬电池”的内阻太大     1500     C     1.49     0.11【详解】（1）[1]小灯泡不发光的原因是“柠檬电池”的内阻太大，电路中电流太小；[2]水果电池内阻约为 （2）[3]新的干电池内阻较小，所以需要给电池串联一个定值电阻R3，方便测量，而D图中测量的内阻为电流表内阻、电源内阻和定值电阻R3之和，因为干电池内阻较小，所以内阻的测量会引起较大误差，所以选择C图。[4][5]根据测得的数据可得电动势E=1.49V内阻2．          ×1Ω     14.0     3.0V【详解】（1）[1]测量多用电表电池的电动势，电阻箱、电流表与多用电表串联，多用电表黑表笔流出电流，红表笔流入电流，故电路图如下连接：（2）[2]测量多用电表电池的电动势，多用电表需要接入内部电源，故只有当打在电阻挡时才能接入多用电表电池，故将K旋转到“×1Ω”位置；（3）[3]根据图像得电阻箱的读数为（4）[4]根据闭合电路欧姆定律得，代入数据并结果保留一位小数解得E=3.0V3．          改变金属夹P的位置     1.08     保护电阻R0的阻值     0.8     【详解】（1）[1]把图中器材直接串联，通过滑动P的位置改变回路电阻，读出对应电流示数即可实现金属丝阻值的测量，实物图a的连接如图所示（2）④[2]改变金属夹P的位置，合上开关S，重复③的操作。（3）[3]由图b的关系图线，可知其斜率为[4]由欧姆定律可得由电阻定律可得联立整理得可知图线纵轴截距为，其与电源输出电压U的乘积代表了保护电阻R0的阻值。（4）[5]由图c可知，刻度尺的读数为16.0mm，金属丝在铅笔上紧挨排绕20匝，可知金属丝的直径为[6]由（3）解析中的函数关系可得，关系图线的斜率为其中联立解得金属丝的电阻率为4．     2.20     2200     最大     2150     A【详解】（1）[1]电压表的最小分度为0.1V，应估读到0.01V，故读数为2.20V。[2]由图可知，阻值为22100=2200（2）④[3]设电压表半偏时电流为I，则电压表满偏时电流为2I，由闭合电路欧姆定律可得联立代入数据可解得 [4]若电源的内阻不能忽略，假设为，则闭合电路欧姆定律应为代入数据可解得电压表内阻的实际值为，则电压表内阻RV的测量值偏大，BCD错误，A正确。故选A。5．     B     D     F          0.051【详解】（1）[1]当黑表笔接A端、红表笔同时接B端时，指针几乎不偏转，说明二极管内阻很大，此时二极管反向连接，由于欧姆表内置电源正极与黑表笔相连、负极与红表笔相连，由此可知，A端是二极管负极，B端是二极管的正极；（2）[2]由图可知，滑动变阻用分压式，分压接法的滑动变阻器选择最大阻值小的滑动变阻器R1，即滑动变阻器选D；[3][4]电源电动势为4.5V，不能用量程为3V的电压表测电压，可以用定值电阻R3与电压表串联后改装成量程较大的电压表测电压，即定值电阻选F；用电流表A测电流，电路图如图所示[5]由二极管的伏安特性曲线可以查出，当二极管两端电压为U=3.2V时，根据电压表与电阻R3的阻值关系可知，电压表的示数为2.4V，电流I=16mA，则功率为6．     多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R     定值电阻所在部分有断路；另外，导线ka可能有断路     4.0     0.36     1.5【详解】(1)[1]电流表示数随变阻器变化由可知若要知道电动势与内阻，需要知道I和R即电阻箱阻值与电流表示数。(2)[2]由于af，ag，ah，ai，aj电压相等而Uak=0故为ak之间断路，定值电阻所在部分有断路。(3)[3][4]由图可知R=4.0Ω，I=0.36A[5]根据闭合电路的欧姆定律则且E=2.88V，I=0.36A，Rg=0.5Ω，R0=2Ω，R=4Ω所以7．     K     ×1     T     对准欧姆“0”（零）刻度线     断开电路开关（或将滑动变阻器从电路中拆离）     a     18.0（17.8~18.2均可）【详解】(2)[1][2]选挡：因电阻约为20Ω，则将调零旋钮K旋转到×1位置；(3)[3][4]调零：将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，短接红黑表笔，旋转T，使指针对准欧姆“0”（零）刻度线；(4)[5][6]测量：①断开电路开关（或将滑动变阻器从电路中拆离）；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱a接触。[7]多用电表的指针位置如图丙，其读数为18.0。8．          左     增大     6.7     1.9【详解】（1）[1]本实验中小灯泡电压要求从0开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法；由于小灯泡的额定电流为0.3A，电流表量程太小，因此电流表和并联扩大量程，故电路连接如图所示（2）[2]闭合开关时，电压表电流表示数均应该为0，故滑动变阻器滑片置于左侧；（3）[3][4]由可知，图中点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，故图中表示的电阻越来越大；从图c中可知，通过小灯泡的电流为故灯泡两端电压为，故小灯泡的电阻为（4）[5]闭合S1小灯泡正常发光，则滑动变阻器接入电路的阻值为开关S1断开后，将R0和滑动变阻器接入电路电阻视为电源内阻，则等效内阻为作出电源的图像，其与小灯泡伏安特性曲线的交点即为通过小灯泡的电流和电压，如图所示，由图中可知电压为9．     1     23.2     1.43     200     150     甲同学没有考虑毫安表内阻的影响【详解】(2)[1]欧姆表中电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电流表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；(3)[2]由图可知，电阻箱读数为(4)[3][4]由变形得由图像可得解得截距为得(5)[5]由图可知，此欧姆表的中值电阻为则电阻“×10”挡内部电路的总电阻为[6]由甲同学处理方法可知，由于没有考虑毫安表的内阻，如果考虑毫安表的内阻则有由此可知，甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内阻10．     B     F     4.8     <     <     =【详解】(1)[1][2]．电源电动势为6V，保护电阻约为5Ω，则电流约为I=A=1A故为了能准确测量，电流表应选择B；因电源内电阻较小，故滑动变阻器应选择阻值较小的F；(2)[3][4][5]．由电路图可知，U2为定值电阻两端的电压，电流表示数为R0中的电流，由图可知电压表示数与电流表示数成正比，则可知，定值电阻的阻值为R0=≈4.8Ω由于采用了电流表外接法，故测量出的电流偏大，则由欧姆定律可知，测量值小于真实值；如果用来测量电动势和内阻，由于采用相对电源的电流表外接法，由于电压表分流作用而使电流表示数偏小，则测出的电动势偏小；(3)[6]．由于电压表支路中电流为零，故电压表不再分流，则此时电流表测出的电流为干路电流，电压表示数为路端电压，因此测量结果是准确的。