2023年高考物理一模试题汇编全国通用11 电学实验一（解析版）

专题11电学实验（一）

1、（2023•浙江省强基联盟高三下学期2月统测）传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用

压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小尸的关系如图甲所示，压

力F在O200N范围内时图线为直线。

先利用如图乙所示的电路，测量F=O时压敏电阻的阻值4。主要器材如下。

压敏电阻H（尸=0时的阻值凡在90~ll（）Ω之间）；

电源（电动势E=12V,内阻不计）；

电流表Gl（量程IomA,内阻R”=200C）；

电流表G2（量程50mA,内阻R.2约为lθθɑ）;

定值电阻N=200。；

滑动变阻器&；

开关酬、S?及导线若干。

甲乙

请完成下列问题：

①要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线C端应与（填%"或"6"）点连接。

②滑动变阻器有两种规格，本实验中&应选择。

A.最大阻值为20Ω

B.最大阻值为2（X）Ω

③闭合开关a、S2,调节滑动变阻器接人回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表Gz读数为40mA

时电流表Gl读数为8.0mA,可知4=Qo

④断开开关与，继续调节滑动变阻器用,使电流表Gz达到满偏，满偏电流刻度处标记F=0。此时滑动

变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为Ω°保持滑动变阻器阻值不变，当电流表G2示数为

30mA时，压力尸=No

【答案】aB100140160

【解析】①⑴因为电流表G?内阻未知，所以为了消除误差需要将电流表G?外接，故导线C端应与点

连接。

②⑵压力为0时，压敏电阻两端的电压最大为

3

UnBX=+Λl)=10×10^A×(2∞Ω+200Ω)=4V

滑动变阻器最大阻值为20。时，阻值太小，无法满足调节要求。压力为。时，电流表Gl会超量程。滑动变

阻器最大阻值为200Ω时•，满足要求。

故选Bo

③⑶山题意可知

/°Z2-A

④⑷根据分析得滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为

N='―/出=140C

⑸电流表G2示数为30mA时，压敏电阻两端电压为

UO=E-/；R'=7.8V

压敏电阻为

R=%=260Ω

'Γ2

根据甲图解析式可得

R=R0+kF=（100+F）Ω

解得

F=160N

2、（2023•安徽省江南十校高三下学期联考）某实验小组要将一量程为300μA的微安表改装成量程为6V的

电压表。该小组测得微安表内阻为IOooC,经计算后由电阻箱提供阻值为R的电阻与该微安表连接，进行

改装。该电阻箱总阻值为99999∙9Ω,精度为0.1Ω,,然后用一标准电压表，根据图（α）所示电路对改装后

的电压表进行检测（虚线框内是改装后的电压表）。

（1）根据题给条件，完善图（。）虚线框中的电路。

（2）当标准电压表的示数为5.0V时，微安表的指针位置如图（6）所示.由此可以推测出改装后的电压表

量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）

图（b）

A.5.85VB.6.15VC.6.25VD.6.35V

（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IOo0Ω

B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于IooOQ

B、C错误。

故选AD0

（4）[4]改装后电压表量程为

4=∕g（K+R）=6∙25V

若实际量程为6V,则有

MRg+R'）=6V

联立两式解得

ncnn

R=R---------Ω=R-833.3C

3

故只需要将阻值为R的电阻减小833.3Ω即可。

3、（2023•湖北省八市高三下学期3月联考）研究小组利用如图（a）所示电路测量某水果电池的电动势

和内阻。电流表Al和A2量程均为200μA,内阻相同。电阻箱R、凡和Rl的最大阻值均为99999C。

×1×10χ∣00

(α>(*)

（1）测量电流表的内阻。调节电阻箱A&的阻值均为2000C,闭合开关Sl和邑，调节电阻箱RI使电流

表A?的示数为零，电阻箱Rl的阻值如图（b）所示，则电流表的内阻&=。。

（2）保持Sl闭合，断开S2。将电阻箱R。调到Ω,使凡与A2整体可视为量程为0.5V的电压表。

（3）接着，保持电阻箱凡不变，改变电阻箱R的值，记录电流表Al和A?的值乙和/?,实验数据如表所

∕J∖O

Λ(μA)366694114134

ʃɪ(MA)182167153143133

根据表中数据绘制图像如图（C）所示，则水果电池的电动势E=V,内阻，=Qo（计算结

果保留一位有效数字）

（4）实验后研究小组发现开关S,氧化严重，闭合时的接触电阻较大。与水果电池的实际值比较，该小组

测得的内阻。（选填"偏大"、"偏小"或"不变"）

【答案】900160014×103偏小

【解析】（1）田根据电桥法测电阻的推论，当电流表A2的示数为零时，电阻关系满足

RoRl

读出R∕=900Q,故4f=900Q0

（2）⑵根据欧姆定律得

U=I（RΛ+RO）

解得

‰=1600Ω

（3）⑶⑷由闭合电路欧姆定律得

2500I2=E-l∣（RA+Γ）

(3)闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，保证Vl满偏，记录V2的示数S和电阻箱的阻值凡

断开开关。多次重复上述操作。根据多次测得的数值在3-R坐标系中描点，如图丁请根据坐标系中的

描点作出&-R图线.

(4)根据图丁中图线求得Vl的量程〃=—V,内阻咫=一。(结果均保留两位有效数字)

2.5##2.6##2.7##2.8##2.9##3.02.8##2.9##3.0##3.

【解析】(1)[1]电压表Vl的内阻约为32×100Ω=3200Ω

(2)[2]电路连线如图;

(3)⑶作出图线如图

(4)⑷⑸由电路可知

U2=U+^R

RV

根据图丁中图线可知

Ux=2.5V

Ux_6.0-2.5

瓦—4.2xl()3

求得Vl的量程

L⅛=2.5V

内阻

Λr=3.0kΩ

5、（2023•福建省龙岩市高三下学期3月质检）某同学要将量为300μA,内阻未知的微安表G改装成量程

为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电压表V对改

装后的电压表进行校准。

（1）利用"半偏法"原理测量微安表G的内阻。实验中可供选择的器材：

A.滑动变阻器Rl（0~40kΩ）

B.电阻箱R（O~9999.9Q）

C.电源用（电动势为12V）

D.电源£（电动势为15V）

E.开关、导线若干

具体实验步骤如下：

。.按电路原理图甲连接好电路；

A将滑动变阻器4的阻值调到最大，闭合开关S后调节Rl的阻值，使微安表G的指针满偏；

c.闭合开关S,保持R不变，调节尼的阻值，使微安表G的示数为150RA,止匕时的示数为4000.0Q。

<§>

回答下列问题：

①实验中电源应选用_（选填"片"或"E」）。

②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值与真实值相比（选填"偏大""相等"或"偏小"）。

（2）利用合适的电源E、滑动变阻器R、标准电压表V以及题（1）中的电阻箱在图乙虚线框内画出

对改装的电压表进行校准的电路，其中部分电路元件已在图中给出。

（3）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为3V时，改装电压表中微安表G的示数为297μA,为

了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，与微安表串联的电阻值调至______________Ω（结果

保留1位小数）。

【答案】El偏小5899.0

【解析】（1）①口］根据题意，由欧姆定律可知，若电源选取£，电路中的最小电流约为

超过微安表量程，则电源选Ei

②⑵实验中，闭合开关S,外电路的总电阻减小，总电流变大，即干路电流大于4,则流过微安表的电流

为土,流过电阻箱的电流大丁4,由并联分流原理可知，电阻箱电阻小于微安表内阻，即微安表G内阻

22

的测量值与真实值相比偏小。

(2)⑶根据题意，由实验原理，设计电路图，如图所示

(3)⑷根据题意，由上述分析可知，微安表内阻约为4000Ω,则改装成量程为3V的电压表需串联一个

6000Ω的电阻，当标准电压表示数为3V时，若改装电压表中微安表G的示数为297μA,则此时，微安表

的等效内阻为

%=y≈10101.0Ω

若调整准确，则微安表的等效内阻为

9=y-=10000.0Ω

即需将改装后电表的等效内阻减小101∙()C,即与微安表串联的电阻值调至

R=(6000-101.0)Ω=5899.0Ω

6、(2023•辽宁省鞍山市高三下学期一模)某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电

池”，如图α所示。将该水果电池给"1.5V、0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测

量电路中的电流，发现读数不足3mA。

+

（3）⑶连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，由于

水果电池内阻很大，而滑动变阻器采用的是限流式接法，所以导致的原因是所选用的滑动变阻器阻值偏小;

（4）⑷根据闭合电路欧姆定律

E=U+Ir

化解得

U=-rI+E

可解得

E=1.55V

⑸UJ图像斜率绝对值表示电源内阻，可得

∣∆t∕∣∣0.50-1.55_ɔ.,

r=-----=--------------Ω≈21.09krΩι

IMII48×10^6

7、（2023•河北省新高考九师联盟高三下学期2月质检）实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω

的电阻R,的阻值，图中凡为标准电阻，阻值为&,=4Q；V1ʌ匕为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻

器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题：

（1）按照图甲所示的实验原理线路图将实物图补充完整∙

（2）实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于（填“最左端"、"最右端"或"中间"）位置。合

上开关s,改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为4、则待测电阻的表达式为&=

（用q、U2、%表示）.

（3）为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组■、&的值，作出的5图像如图乙所示，图

像的斜率为氏=（用&、％表示），可得E=Q。

【解析】（1）口］根据题意，由图甲电路图，补充完整的电路连线图如下

（2）［2］为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑片置于最右端位置。

⑶由串联电路电流相等结合欧姆定律可得

U∖-U1/

凡―一

整理可得待测电阻

R、=———R0

u,-u2

（3）⑷根据上述分析可知

U1-U2_u2

&nR

整理可得

&

则G图像的斜率

段

[5]根据题意，由图乙可得

,2.4

K=——

2.0

又有

R0=4Ω

联立解得

Rx=20Ω

8、（2023•湖南省长沙市雅礼中学高三下学期第七次月考）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,

其阻值会随压力变化而改变。现有一压力传感器：

（1）利用图甲所示的电路测量该传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约几十千欧，实验室提供以下器

材：

电源电动势为3V

电流表A（量程250μA,内阻约为50Ω）

电压表V（量程3V,内阻约为20kΩ）

滑动变阻器R（阻值。〜IOOC）

为了提高测量的准确性，开关Si、S2应该分别接在（选填“1”或“2”“3”或"4”）；

（2）通过多次实验测得其阻值HN随压力厂变化的关系图像如图乙所示：

（3）由图乙可知，压力越大，阳值（选填“越大”或“越小”），且压力小于2.0N时的灵

敏度比压力大于2.0N时的灵敏度（灵敏度指电阻值随压力的变化率）（选填“高”或"低”）；

（4）利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分拣，图中及N为

压力传感器，R'为滑动变阻器，电源电压为6V（内阻不计）。分拣时将质量大小不同的物体用传送带运送

到托盘上，为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，控制电路两端电压小于3V时，杠杆08水平，物

体水平通过进入通道1,当控制电路两端电压大于3V时，杠杆的8端就会被吸下，物体下滑进入通道2,

从而实现分拣功能。若R调为30kΩ,取重力加速度g=10m∕s2,该分拣装置可以实现将质量超过

kg的物体进行分拣（结果保留2位有效数字），若要将质量超过0.2Okg的货物实现分拣，

应该将R调成kΩ（结果保留3位有效数字）。

该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作:

①把滑动变阻器Rl的滑片滑到a端，闭合电键S?，并将电阻箱&的阻值调到较大;

②闭合电键a,调节打滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度;

③保持电键Sl闭合、Rl滑片的位置不变，断开电键与，调整&的阻值，当飞调节旋钮位置如图丙所示时,

电压表的指针指在满刻度的I处。

请回答下列问题：

（1）用笔画线代替导线将实物图乙补充完整________;

丙

（3）该电压表内阻为______Ω;

（4）在操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值RM_____真实值RV（填"大于"、"小于"或"等

于在其他条件不变的情况下，若RV越大测量误差就越______（填"大"或"小

【解析】（1）口］根据电路图将实物图补充如下

（2）⑵电阻箱的读数为

0×10000Ω+0×1000Ω+5×100Ω+9×10Ω+6×lΩ+0×0.1Ω=596.OΩ

（3）⑶根据串联电路的分压特点有

R-U

^-=2—=2

Rɪt/

代入数据解得

&=2R=1192.0Ω

（4）⑷实验中在断开S2,调整电阻箱接入电路阻值时，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律

R总

可知总电流减小，滑动变阻器的左边部分电压增大，则电压表的指针指在满刻度的ɔ;处时，电阻箱两端的

电压大于;U,则有

-U

⅛r<¼=2

R-U

3

可得

RVii<2R=RV测

则实际测出的电压表内阻的测量值大于真实值；

⑸若RV越大，滑动变阻器的左边部分电压变化小，电阻箱两端的电压越接近满偏电压的三分之一，测量

误差就越小。

10、（2023•湖北省华中师大新高考联盟高三下学期一模）某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相

同的器材，自制了以下不同的电子秤。实验器材有：

直流电源（电动势为E=3.0V,内阻为r=（）.5C）;

理想电压表V（量程为3.OV）：限流电阻4=9.50；

竖直固定的滑动变阻器R（总长/=10.0Cm,总阻值R=20.0Ω）;

电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触

良好且无摩擦（弹簧劲度系数Z=103N∕m）;

开关S以及导线若干.

重力加速度取g=IOm/S?,不计摩擦和其他阻力。

实验步骤如下：

①两种电子秤，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器的最上端，电压表的示数均为零。

②两种电子秤，在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器的滑

片恰好处于下端b处，此时均为电子秤的最大称重。

-K≡›1V1

CIZIAAO

n

rE~

-

-s∖

-

请回答下列问题（所有计算结果保留一位小数）:

（1）两种电子秤，当滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数均为V；该电子称的最大

可测质量均为kg»

（2）当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如左图所示的第一套方案电子称测得质量为町=

kgo如右图所示的第二套方案电子称测得质量为?=kg»

（3）第（填"一"或"二"）套方案更为合理，因为电压表读数U与物体质量机成线性关系，电压表改

装的电子秤刻度均匀的o（填"是"或"不是"）

【答案】2.010.07.55.0—是

【解析】（1）⑴滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，由欧姆定律可得

E3

U=-------------R=---------×20V=2.0V

R+Rtl+r20+9.5+0.5

⑵由受力平衡可得

解得电子称的最大可测质量为

,

kl10×0.l,ιnn,

肛皿—=———kg=IO.Okg

gIO

（2）⑶⑷当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，电压表读数U=1.5V。

如左图所示的第一套方案，根据闭合电路欧姆定律可得

U=——-——土R