2023高考~物理电学创新实验（三）

电学创新实验

一、考情分析

◎政策文件普通高中物理课程标准(2017年

版2022年修订)

(1)教学与评价建议P54

当今社会，信息技术越来越多地应用于我们

的生产生活。提高物理教学水平，发展学生物理

学科核心素养，离不开信息技术与物理学习的融

合。要设计各种学习活动让学生利用信息技术提

升物理学习能力。例如，鼓励学生上网查询资料，

了解感兴趣的科技动态或物理问题解决的实例等;

用数字实验或云技术平台解决一些用常规方法难

以实现的疑难实验问题；利用手机等信息技术工

具便捷地解决某些物理学习问题。

(2)学业水平考试与命题建议P63

试题的情境要具有一定的问题性、真实性、

探究性或开放性。通过学生在应对复杂现实情境,

参与相应探究学习活动中的外在表现来考查物理

学科核心素养。因此，评价学生的物理学科核心

素养，应尽量创设类型多样的、具有一定复杂程

度的、开放性的真实情境作为试题的任务情境。

(3)地方和学校实施本课程的建议P76

要利用日常用品改进实验或开发新实验。实

验课程资源不仅限于实验室的现有仪器和设备，

日常用品、废旧材料也是重要的实验室资源。可

利用日常用品和材料来替代实验材料，使实验现

象更明显、直观，或者利用这些材料创新物理实

验，开发出低成本、高质量的物理实验，使学生

有更多动手做实验的机会，更多亲历实验演示的

机会，更好地培养和发展学生的实验技能、创新

实践能力。

要重视数字实验，创新实验方式。数字实验

室系统是利用传感器、数据采集器等收集实验数

据，用计算机软件分析实验数据、得出实验结果

的现代化实验系统。

◎真题分析

(1)实验目的生活化真题

年份版本题位实验目的

全国乙用雷达探测高速飞行

202222

卷器

2022湖南卷11测量冰墩墩的质量

测量弹性导电绳的电

2022广东卷12阻与拉伸后绳长之间

的关系

利用废弃电饭煲的部

2022河北卷12分器材自制简易电饭

煲

测充电宝电池的电动

2021天津卷9(2)

势和内阻

研究乒乓球与球台碰

2021山东卷13

撞过程中的能量损失

⑵实验器材生活化真题

年题

版本实验目的创新器材

份位

楼梯台阶、

202江苏测量重力加

11手机声学秒

2卷速度

表

16用水龙头滴

202北京测量重力加

(2水、手机秒

2卷速度

)表计时

测量小铜块

202全国与瓷破表面利用手机拍

22

1甲卷间的动摩擦摄功能

因数

测量电池的

202湖南利用圆形时

12电动势和内

1卷钟表盘测量

阻

202湖北测量重力加利用相机拍

12

1卷速度摄功能

研究金属小

202重庆球在水中竖用手机拍摄

11

1卷直下落的速功能记录

度变化情况

9探究小车速

202天津利用手机的

(1度随时间的

1卷录像功能

)变化规律

202海南14估测圆弧形利用手机和

0卷(1轨道的半径滑板车估测

)

202山东测量当地重利用手机录

13

0卷力加速度像功能测量

©2023备考建议

依据以上真题特点可知，实验考查的知识范

围为课标要求必做的21个实验。试题特点有：实

验目的为结合解决生活中常见问题；或利用日常

用品代替实验器材进行实验，着重考查知识和方

法的灵活迁移能力。在二轮复习期间，除了需要

巩固实验基本能力点外，还需要对创新实验进一

步练习，达到掌握知识灵活应用的目标。

二、腾远原创新题

。试题

1.某同学为了探究导电溶液的电阻变化规律。他设

计了以下实验。

实验一：使用图1装置定性研究

盐水的电阻随盐水深度变化的

关系。玻璃管底端为铜片，上端

插入可上下调节的铜芯底部安

装一片带小孔的正交圆形铜片，在玻璃容器内灌满

饱和盐水。用导线将容器底部的铜片、铜芯、小

灯泡、开关串联后接到电源的两极上，闭合开关

后，会看到灯泡发光，当铜芯向下插入过程中，

会看到小灯泡逐渐变亮，该过程说明容器中饱和

盐水电阻随着插入的深度的增加而（填

“增加”或“减小”)0

实验二：测量饱和盐水的电阻率，实验操作如下:

(1)断开上述电路，往上调节带小孔的正交圆形铜

片恰好至饱和盐水的上表面后，用多用电表粗测

两铜片的饱和盐水的电阻值。正确操作多用电表,

选用X10Q电阻挡测量，指针显示如图2所示，则

所测电阻约为n；

图2图3

(2)设计电路如图3所示电路，继续测量两铜片

间饱和盐水的电阻值，图中A1、A2是两个完全相

同规格的毫安表。

①根据设计电路连接好线路，开关闭合前，先将

滑动变阻器的电阻调到最(填“左''或

“右”)侧；

②闭合开关，缓缓移动滑动变阻器的滑动片，当

看到所选用的电表的指针发生较大的偏转后，保

持滑动片不动，反复调节变阻箱的的阻值，使两

个电流表的示数刚好时，记下电阻箱对应

用的阻值占；

③然后再减小滑动变阻器的接入电路的阻值，再

重复步骤②两次，分别记下电阻箱对应用的阻值

&、R3,则饱和盐水的电阻R=(用

R］、也表示)。

（3）测量饱和盐水的电阻率。先用刻度尺测得圆柱

形饱和盐水的深度为L；然后测得玻璃容器中注满

饱和盐水的体积为，。根据上述数据，可测得饱和

盐水电阻率p=（用b、L、&、&、R3表

示）。

2.近年来，某品牌研发的“刀片电池”，使电动汽车

的安全性能迈上一个新台阶。某电动汽车电池两

端最大电压为384V,整个电池包由15节刀片电

池串联而成的，每个刀片电池由8个磷酸铁锂电

芯串联起来的，现提供的器材有：一块电芯、电

阻箱R（最大阻值为999.9Q）、电流传感器（测

量范围。〜10mA,电阻为100Q）、定值电阻

岛=100。、开关S和若干导线，某同学为了测量

一个磷酸铁锂电芯电动势和内电阻，设计电路如

图1所示，设计如下实验步骤。

图1

（1）电路中并联接入定值电阻Ro的优点是

___________________________O

⑵闭合开关前，将电阻箱的阻值调到

（填“最大”或"最小”）值；

⑶依次改变电阻箱的阻值，多次记录电流传感器

的示数和电阻箱相应的阻值，如下表所示。

实验次数12345

传感器的4.005.006.408.009.60

示数

/（mA）

1/Z(1/A)250.00200.00156.25125.00104.2

电阻箱的349.5269.5150.5149.5116.1

阻值（C）

（4）以｝为纵坐标，R为横坐标，根据实验测得

的多组数据，由电子表格描点如图2所示，请在

图中作出:—R图线。

图2

⑸根据图2测得电池的电动势E=V,内

阻「=Q（结果均保留3位有效数字）。

3.可变电容器通常用在一些电子产品设备中，如图

1为空气介质单联可变电容器的结构。为了观察空

气介质单联可变电容器的充、放电现象的实验中,

小王将单联可变电容器的定片接线与动片接线接

入如图2所示电路中，通过旋转动片改变动片与

定片间正对的面积从而改变电容器电容，符号为

子，电路连接如图乙所示。

动片接线

*

定片接线

图1图2

（1）图2电路中使用的电源为（填“直

流”或“交流”）电源，电路接入电阻H的作用

是;

（2）将动片旋转到如图1所示位置（动片和定片，刚

好有一半面积正对），把开关S接1,电容器处

于（填“充电”或“放电”）状态；待会

再把开关接2,整个过程中，电流传感器和电压

传感器显示的图像是（填写选项

序号）；

CD

图3

（3）再把开关S接1,给电容器充电，待会快速

将动片旋转90。，电流传感器显示的图像如图所

示,可判断电容器的总电容量___________（填

“增加”或“减小”），动片是（填“顺时

针，，，，逆时针，，）旋转。

k

图4

◎答案

1.减小(1)100(2)右相等%+丁3

(R1+R2+R3"

('3Z?

【解析】铜芯向下插入过程中，两铜片间的距离

减小，电灯泡变亮，说明电阻减小。

(1)题图中欧姆表的指针指在“10”刻度上，所选挡

位为“X10”挡，故欧姆表的读数为10X10。=

100Q；

⑵闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应调到最大

值位置，即最右端；当两个电流表的示数相等，电

阻箱与满饱和盐水等效，故电阻箱的示数即为满

饱和盐水的电阻值，测得3次取平均值，故所测

得的饱和盐水的电阻R="雪

(3)由/?=0&5=：得。=(%+)”3"。

2.(1)回路总电流等于电流传感器示数的2倍，

且确保电阻箱的取值范围大(答案合理即可)(2)

最大(4)如答图所示(5)3.207.60

第2题答图

【解析】(1)电路中并联接入定值电阻可以

扩大电路中的电流，回路总电流等于电流传感器

示数的2倍，且确保电阻箱的取值范围大；

(2)为了确保电路安全，闭合开关前，将电阻箱

的阻值调到最大值；

(4)根据坐标点发现大部分点在一条直线上，故

舍弃不在直线上的点，如答图所示；

(5)由£=//?0+2/(/?+厂)，!=+，图

IEE

线的斜率2=乎-吃而k=故可求得