2020届山东省新高考物理模拟猜题专项汇编 (11) 电学实验

2020年山东新高考物理模拟猜题专项汇编 （11） 电学实验

1.某同学测定一段金属丝的电阻率。

100、10、1，该小组同学（1）首先用多用电表粗测：多用电表欧姆挡有4个倍率，分别为1k、选择100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如甲图中虚线所示），于是将欧姆挡调至合适倍率，调零后再次测量，指针位置如图甲中实线所示，则所选倍率为__________，读数是___________Ω。

（2）然后在金属丝的不同位置多次测量直径d，某次用螺旋测微器测量的结果如图乙所示，其读数是__________mm。

（3）若用如下实验仪器进一步准确测量电阻，请选择仪器并设计实验电路。 A.电流表A，量程0~10mA，内阻r1380 B.电压表V，量程0~5V，内阻约9kΩ C.电阻R1，阻值为400Ω，起保护作用 D.滑动变阻器R2，最大阻值约20Ω E.直流电源E，电动势9V，内阻不计

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F.开关S、导线若干

为使实验误差较小，要求测得尽可能多的数据进行分析，请在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。

（4）若将金属丝接入电路后测得其长度为L，该同学用上述方法测量得到电压表读数为U、电流表读数为I，则电阻率的表达式为：___________（用各物理量的符号表示）。

2.某同学用伏安法测待测电阻Rx的阻值（约为10 kΩ），除了Rx、开关S和导线外，还有下列器材可供选用：

A.电压表（量程为0~1 V，内阻约为10 kΩ） B.电压表（量程为0~10 V，内阻约为100 kΩ） C.电流表（量程为0~1 mA，内阻约为30 Ω） D.电流表（量程为0~0.6 A，内阻约为0.05 Ω）

E.电源（电动势为1.5 V，允许通过的最大电流为0.5 A，内阻不计） F.电源（电动势为12 V，允许通过的最大电流为2 A，内阻不计） G.滑动变阻器R0（阻值范围为0~10 Ω，允许通过的最大电流为2 A）

（1）为使测量尽量准确，电压表选用______，电流表选用______，电源选用______（均填器材前的字母代号）。

（2）画出测量Rx阻值的实验电路图。

（3）若该同学在器材选择、电路连接和操作方面均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是__________________。

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3.某实验小组要测量一个未知电阻Rx的阻值。备有的实验器材如下: A.电流表A1(量程为0-15 mA,内阻为20) B.电流表A2(量程为0~0.6 A,内阻未知) C.定值电阻R0(阻值为180) D.待测电阻Rx E.滑动变阻器R1(010,允许通过的最大电流为1A)

F.电池E(电动势为6V) G开关S,导线若干

(1)实验小组把电流表A1和定值电阻R0串联,则串联后两端所加电压不能超过______V; (2)实验小组按图示电路将实验器材连接后,将自由端c接在电流表A2的“+”接线柱时,电流表

A1、A2的读数分别为5 mA、0.40 A;将c接在电流表A2的“-”接线柱时,电流表A1、A2的读数分

别为7.5 mA、0.39 A,则c接A2的___________(填“正”或“负”)接线柱时,Rx的测量值较小; (3)将实物图连接完整。

4.某同学利用单摆测定当地的重力加速度。

（1）实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺。除此之外，还需要的器材有_____。

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A.长度约为1 m的细线 B.长度约为30 cm的细线 C.直径约为2 cm的钢球 D.直径约为2 cm的木球 E.最小刻度为1 cm的直尺 F.最小刻度为1 mm的直尺

（2）摆动时偏角满足_______（填“A”“B”或“C”）时更精确。 A.最大偏角不超过10°

B.最大偏角不超过20 °

C.最大偏角不超过30°

（3）为了减小测量周期时的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的______。 A.最高点

B.最低点

C.任意位置

（4）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n1，单摆每经过标记一次记一次数，当数到n60时秒表的示数如图甲所示，该单摆的周期是T_________s（结果保留三位有效数字）。

（5）用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆线长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆线长为_______m；用游标卡尺测量摆球的直径如图丙所示，则球的直径为________cm；单摆的摆长为_______m（计算结果保留三位有效数字）。

（6）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g_______。

5.一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品，横截面外缘为正方形，如题图甲所示。此金属管线样品长约30cm、电阻约10，已知这种金属的电阻率为，因管芯绝缘材料截面形状不规则，无法直接测量其横截面积。请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案，现有如下器材

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可选：

A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器

C．电流表A1（量程600mA，内阻约为1.0） D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1） E．电压表V（量程3V，内阻约为6k）

F．滑动变阻器R1（2k，允许通过的最大电流0.5A） G．滑动变阻器R2（10，允许通过的最大电流2A） H．蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05） I．开关一个，带夹子的导线若干。

①上述器材中，应该选用的电流表是______，滑动变阻器是______；（填写选项前字母代号） ②若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示，则其值为______mm； ③要求尽可能测出多组数据，你认为在图的甲、乙、丙、丁中选择哪个电路图______；

④若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U，则计算内芯截面积的表达式为S______。

6.某实验室中有一捆铜电线,实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的阻值Rx,图中a、b之间连接这捆电线;V1和V2可视为理想电压表;R为阻值范围为0成实验:

999.9的电阻箱;E为电源;R0为定值电阻;S为开关。采用如下步骤完

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(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d,如图乙所示,则d_______mm; (2)按照图甲所示的实验电路图,将实物电路连接好;

(3)将电阻箱R调节到适当的阻值,闭合开关S,记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2,则这捆电线的阻值表达式为Rx______(用R、U1、U2表示);

U2U21图像如图的值,作出的

U1U1R(4)改变电阻箱的阻值R,记下多组R、U1、U2的示数,计算出每一组丙所示,利用图像可求得这捆电线的阻值Rx______Ω;

(5)已知这捆铜电线材料的电阻率为2.00108m,则这捆铜电线的长度为L________m(结果保留三位有效数字)。

7.某同学用伏安法测量电阻Rx（约为100 Ω）的阻值。准备的实验器材除了导线和开关外，还有下列器材：

A.电源（电动势E约为10 V，内阻未知） B.电流表A1（0~200 mA，内阻r10） C.电流表A2（0~300 mA，内阻约为15 Ω）

D.电阻箱R（最大阻值999.9Ω，符号）

E.滑动变阻器R1（0~10 Ω，允许通过的最大电流为5 A） F.滑动变阻器R2（0~1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A）

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（1）由于准备的器材中没有电压表，需要用电流表改装一个量程为0~10 V的电压表，应选电流表__________（填写器材前的字母序号）进行改装，将选定的电流表与电阻箱_______（填“并联”或“串联”），并把电阻箱的阻值调至_________Ω。

（2）实验要求待测电阻两端的电压能够从零开始变化，滑动变阻器应选_________（填写器材前的字母序号）

（3）画出电路图，并标上所用器材的代号，要求尽量减小误差。

（4）某一次实验读出电流表A1的示数I1146mA，电流表A2的示数I2218mA，则待测电阻Rx_________Ω（结果保留一位小数）。

8.实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图甲所示。因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但其两个精密电阻R1、R2完好，测得

R12.9k，R214.9k。现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为

1mA，内阻为50；表头G2的满偏电流为0.5mA，内阻为200，又有三个精密定值电阻r1100，r2150，r3200。若在保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件

回答下列问题：

(1)原表头G满偏电流I________，内阻r________。

(2)在图乙线框中画出修复后双量程电压表的电路(标识出所选用的相应器材符号)。

(3)某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材，测量一未知电阻Rx的阻值： 电流表A：量程0～5mA，内阻未知； 最大阻值约为100的滑动变阻器； 电源E(电动势约3V)； 开关S、导线若干。

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由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补充完整图丙中的电路连接，正确连线后读得电压表示数为2.40V，电流表示数为4.00mA，则未知电阻阻值Rx________。

9.某同学在学完电学实验后,想利用下面的器材测定电源内阻和某种合金的电阻率。所用的器材包括:

电源:电动势E3V,内阻2左右; 电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 定值电阻R03; 五根不同长度的合金丝; 螺旋测微器(千分尺); 米尺;

开关和导线若干。

(1)首先他用螺旋测微器测出这种合金丝的直径,某次测量时示数如图1所示,其读数d_________mm。

(2)请根据现有器材,设计连接如图2所示电路实物图。

(3)该同学将不同的电阻丝接入电路,测得电流I与金属丝长度L关系的数据,并据此数据绘出了1L图象,如果该图象的斜率为k，纵截距为b，则可得电源的内阻为________,合金的电阻率为I__________。(用题中所给的物理量的字母表示)

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(4) 利用上述方法测得的电源内阻__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

10.某中学实验小组的同学想描绘某电学元件的伏安特性曲线，已知该电学元件的额定电压和额定1.5W，实验室为该小组提供的实验器材除了电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流功率分别为3V、电源外，还有如下的器材：

a.电流表A1（量程0~3A，内阻约0.1） b.电流表A2（量程0~600mA，内阻约5） c.电压表V1（量程0~3V，内阻约3k） d.电压表V2（量程0~15V，内阻约200k） e.滑动变阻器R1（阻值0~10，额定电流1A）

f.滑动变阻器R2（阻值0~1k，额定电流300mA）回答下列问题：

（1）为了完成实验且减小实验误差，电流表应选择___________，电压表应选择__________，滑动变阻器应选择___________。（填实验器材前的序号）

（2）根据所选择的实验器材和设计好的电路，将图甲中的实验器材连接起来。

（3）该实验小组的同学用图甲中的电路测得了该电学元件两端的电压U和电流I，则由欧姆定律计算得到的电学元件的电阻值_________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

（4）实验小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据，并将得到的多组数据点描绘在坐标系中，将数据点连接起来，如图乙所示，该图线向下发生弯曲，其原因是___________；如果取两个这样的电学元件与一阻值为6.0的定值电阻串联，接在电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流电源两端，则一个电学元件消耗的实际功率应为____________W（结果保留两位小数）。 11.某同学欲测量电流表G1的内阻r1，实验室有如下实验器材：

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待测电流表G1(量程为0.6-mA，内阻约200) 电流表G2(量程为0.6-mA，内阻约40) 定值电阻R(阻值为20)

滑动变阻器R1(阻值范围为01000) 滑动变阻器R2(阻值范围为0～20) 电源(电动势约为3V 开关、导线若干 请回答下列问题：

(1)实验过程中，要求电表示数从零开始变化，则滑动变阻器应选用______填“R1”或“R2”(2)为尽可能精确测量电流表G1的内阻，请在虚线框中画出实验电路原理图。

(3)利用上述实验电路，测量多组数据，图甲为实验过程中某次电流表G1的示数，其示数为______mA。

(4)若实验中读得G1表和G2表的读数为I1和I2，根据多组数据作出I2I1图象，如图乙所示，图线的斜率为k，则G1表的内阻r1______

用k、R0表示

。

12.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3k)、电流表(内阻约为1)、滑动变阻器(最大阻值为5，允许通过的最大电流为1 A)、电源、开关、导线等。

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（1）使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“1”欧姆挡测量时，示数如图甲所示，读数为______Ω。

（2）现要研究元件X的伏安特性，请你根据所给的实验仪器设计合理的实验电路，把理论电路图画在图乙所示的方框内。

（3）根据合理的实验电路对元件X进行研究后，将元件X换成元件Y，重复实验。根据实验数据作出的UI图线如图丙所示，由图丙可判断元件____(填“X”或“Y”)是非线性元件。

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参考答案

1.答案：（1）10 120 （2）0.200（0.196~0.204均可） （3）如图所示

（4）

πd2(Ur1) I4L解析：（1）指针偏角太大，说明倍率选择太大，故应选择小一点的倍率，即10倍率；调至10倍率后，读数应为120Ω。

（2）螺旋测微器固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为20.00.01mm0.200mm，故读数为0mm0.200mm0.200mm。

（3）实验中要求测得尽可能多的数据进行分析，故滑动变阻器应采用分压式接法；因为电流表的内阻已知，而电压表的内阻不确定，故采用电流表内接法可避开电压表内阻对电路的影响。 UUL12πd2(r1)（4）由Rr1、R和Sπd可得。 IIS44L2.答案：（1）B;C;F （2）如图所示

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（3）大于；电压表的读数大于待测电阻两端实际电压

解析：（1）若选用电源E，由于待测电阻很大，电路中最大电流为0.15 mA，电流过小，读数误差较大，故电源选用电动势为12 V的，即F；此时电压表应该选用B；电路中的最大电流为I1.2mA，故电流表选用C。

（2）因为所给滑动变阻器的最大阻值只有10 Ω，若采用限流接法，则电路中电流和Rx两端电压变化不明显，故采用分压接法。由于如答案图所示。

（3）电流表的分压导致电压的测量值偏大，而电流的测量值准确，根据Rx3.答案：（1）3（2）正（3）如图所示

U可知，测量值偏大。 IRVRx，即RxRVRA，所以电流表采用内接法，电路图RxRA

解析：（1）电流表A1与定值电阻R0串联后，两端所加最大电压UI1(RA1R0)3V。

（2）由于电流表A1的读数变化较大，说明电流表A2内阻对电路的影响不能忽略，故接A2的“正”接线柱时，Rx的测量值较小。

（3）从电源正极开始，按照电路图顺序依次将各元件连接起来，注意电表的正、负接线柱。

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4.答案：（1）ACF （2）A （3）B （4）2.28

（5）0.991 5;2.075;1.00 4π2L（6）2

T解析：（1）由实验操作可知还需要长度约1 m的细线，直径约2 cm的钢球，最小刻度为1 mm的直尺，由此可知选A、C、F。

（2）在做利用单摆测定重力加速度的实验中，摆动时最大偏角不宜超过10°，故选A。

（3）实验中计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，记下单摆摆动30~50次的总时间，算出一次全振动的时间，可知B项正确。

（4）秒表的读数为67.4 s，单摆的周期为

Tt67.4s2.28s。 N6012（5）由毫米刻度尺可知摆线长为991.5mm0.9915mm，摆球的直径等于游标卡尺的读数，为20mm0.0515mm20.75mm2.075cm，单摆的摆长为0.9915m2.075102m1.00m。 2L4π2L（6）由单摆周期公式T2π可得g2。

gT5.答案：①C；G ②0.730 ③甲 ④a2ILU

解析：①③由题意可知，电源电动势为6V，电压表采用03V，而由于待测电阻约为10，则电路中电流最大为：IU0.3A，故不能选用最大量程为3A的电流表，故电流表只能选用A1，R14 / 20

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即电流表应选择C；而由题意可知，电路应采用分压接法，故滑动变阻器应选用较小的电阻，故滑动变阻器选用R2，即滑动变阻器选择G；由电压表内阻大于金属管线的电阻，电流表应采用外接法，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，故选择甲电路图； ②由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度所示为23.00.01mm0.230mm，螺旋测微器的示数为0.5mm0.230mm0.730mm

④根据欧姆定律有：RUILL，根据电阻定律有：R，故截面积为S0，故金属管线内部IUS0空间截面积的表达式为：Sa2ILU

6.答案：（1）1.200 （3）(U21)R U1（4）2.6 （5）1.47102

解析：（1）铜电线的直径为d1mm+20.00.01mm=1.200mm。

（3）通过铜电线的电流为IxIRU1UU1U2,Rx2(1)R。 RIxU1（4）将（3）中结果整理可得

U217.501.00Rx1，由图像可得斜率kRx2.6。 U1R2.50RxSRxπd22.63.14(1.2103)2lm1.47102m。 （5）由电阻定律R可得L8442.0010S7.答案：（1）B；串联；40 （2）E （3）见解析图 （4）101.4

解析：（1）改装用的电流表内阻必须已知，故选B；改装电压表需要将电流表与电阻箱串联；改装电压表的最大测量值Umax10V，电流表的内阻r10，满偏电流Ig200mA0.2A，根据欧姆定律可得UmaxIg(rR)10V，可得电阻箱的阻值R40V。

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（2）实验要求待测电阻两端的电压能够从零开始变化，故选择分压式接法，滑动变阻器应选最大阻值较小的E。

（3）因为改装后的电压表内阻已知，故选择将电流表A2外接，电路图如图所示：

（4）电流表A1的示数I1146mA0.146A，电流表A2的示数I2218mA0.218A，根据欧姆定律结合串并联电路特点可得RxI1(Rr)0.146(4010)101.4。

I2I10.2180.1468.答案：(1)1mA；100 (2)如图所示

(3)如图所示

；

750

解析：(1)由图示电路图可知，电压表量程： Ig(rgR1)3V， Ig(rgR2)15V，

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代入数据解得：Ig1mA,rg100； (2)修复电压表,表头满偏电流为,Ig1mA,电阻应为：rg100,需要的实验器材为：表头的满偏电流0.5mA,内阻为200的表头以及r3,即将表头和r3并联在电路中使用，电路图如图所示： (3)根据题意可明确实验中应采用分压接法，电流表采用外接法，故实物图如图所示： 电压表量程为3V,则其内阻RV根据欧姆定律可知R33000， 0.001U2.4750. I41032.43000 9.答案：(1)0.812(0.811~0.813均可) (2)见解析图 1(3)EbR0；Ekπd2

4(4)偏大

解析：（1）由图所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为31.00.01mm=0.312mm，螺旋测微器的示数为0.5mm+0.312mm=0.812mm。

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(2)实物图连接如图所示。

(3)由欧姆定律得EI(R0LSr)，变形得

rR01LrR0，故k，联立解得,bIESEESEEkπd2,rEbR0。

(4)实际测量的电源内阻为电流表和电源内阻的和，因此测得的电源内阻偏大。 10.答案：（1）b;c;e （2）电路图如图所示

14

（3）小于

（4）电学元件的电阻值随温度的升高而增大；0.19（0.16~0.22均可） 解析：（1）由题意可知，该电学元件的额定电流IP1.5A0.5A，则应选择量程为U30~600mA的电流表A2，量程为0~3V的电压表V1，为了描绘完整的伏安特性曲线，电表要从零

开始读数，所以滑动变阻器采用分压接法，已知分压接法一般用较小的滑动变阻器，所以滑动变阻器应选择R1。

（2）由于电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，则应采用电流表外接法；描绘伏安特性曲线时，电压要求从零开始调节，因此滑动变阻器应采用分压接法，则电路图如图所示。

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（3）根据设计好的电路图可知，电流表外接，由于电流的测量值偏大，因此电学元件电阻的测量值应小于真实值。

（4）图线向下发生弯曲，其原因是该电学元件的电阻值随温度的升高而增大；若取两个该种电学元件和一个6.0的定值电阻串联，并与电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流电源组成闭合回路，则由闭合电路欧姆定律有E2UIR，得IE21U，代入相关数据，得关系式I0.5U，RR3在题图乙中画出它的函数图像，如图所示，与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标为（0.75，0.25），故一个电学元件的实际功率PUI0.750.25W=0.19W。

11.答案：(1)R2 (2)如图

(3)3.60 (4)(k1)R0

解析：(1)由于电流表示数从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，因而滑动变阻器选择阻值小的，故选R2

(2)由于题目没有电压表，而提供的电流表电阻未知，根据题意可知需要定值电阻作为电压表使用，此时需要知道通过定值电阻的电流，滑动变阻器采用分压接法； 故采用实验电路图如图所示：

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；

(3)电流表的最小刻度为0.1mA，估读到下一位，故电流计读数为3.60mA； (4)根据电路图和欧姆定律得：I1r1(I2I1)R0 整理得：I2r1R0I1 R0r1R0 R0结合图象可得：k解得：r1(k1)R0 12.答案：（1）10.0

（2）

（3）Y

解析：（1）由图甲可知，读数为10.0。

（2）电压表的内阻远大于待测元件的电阻，可采用电流表外接法；滑动变阻器采用分压式接法；电路如答案图所示。

（3）根据画出的UI图像可知，Y元件的图像为非线性曲线，可知Y为非线性元件。

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