2021届高考物理二轮精题：电学实验有答案

2021届高考物理二轮精题：电学实验有答案

1、某小组的同学通过设计如下实验来验证：“在弹性限度内，劲度系数为k的轻

弹簧从形变量为X到恢复原长的过程中，弹力做的功为W=-2”的结论.

（1）部分实验步骤如下：

A.将一轻弹簧放置在水平气垫导轨的左端，弹簧左端固定，让弹簧处于自然状

态.在弹簧下面的气垫导轨上水平固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的

左端刚好对齐，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为XI,如图甲所示.

气型导轨

士甲

B.用弹簧测力计拉着弹簧右端水平向右缓慢移动，当弹簧测力计的示数为F时,

弹簧右端在刻度尺上对应的示数为X2,如图乙所示（弹簧的形变在弹性限度

内）.则此弹簧的劲度系数为.

气培导轨

C.在水平气垫导轨的右端合适位置安装一个光电门（光电门与弹簧最左端的距离

大于XI）,如图丙所示.

气垫导轨

D.用天平测得小车（带有遮光条）的质量为m,用螺旋测微器测得遮光条宽度d

的结果如图丁所示，则（1=mm.

E.把小车置于气垫导轨上，向左推小车使弹簧压缩一段距离（弹簧与小车未拴

接），此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为X3,如图丙所示（弹簧的形变在弹性

限度内）.由静止释放小车，测得小车通过光电门时的遮光时间为At.小车经过光

电门时的速度大小为（用实验中所测物理量的符号表示）.

（2）在实验误差允许的范围内，若=（用实验

中所测物理量的符号表示)，就可验证弹力做的功W=gkx2的结论.

(3)同学们在实验过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是

A.遮光条的宽度越小越好

B.把气垫导轨左端垫起适当高度来平衡摩擦力

C.计算弹簧劲度系数时，多次测量取平均值

D.向左推小车压缩弹簧时，弹簧形变量越大越好

2、如图甲为多用电表的电路原理图.已知选用的电流表内阻Rg=10Q、满偏电

流h=10mA,当选择开关接3时为量程250V的电压表.该多用电表表盘如图

乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对

应数值没有标出.

甲

(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为；选择开关接3

时其读数为.

⑵为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，某同学在实验室找到

了一个电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接2,红黑表笔短接，调节Ri的阻值使电表指针满偏；

②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，

此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为.

③计算得到多用电表内电池的电动势为V.(保留2位有效数字)

3、新能源汽车是今后汽车发展的主流方向，如图(a)所示为车载动力电池，其技

术参数是额定容量约120Ah,额定电压约3.3V,内阻约0.03Q,现有一个用了

很长时间已经老化的这种电池，某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻，但

实验器材仅有一个电流表(量程100mA、内阻9Q)、一个定值电阻Ro=lQ、一

个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图(b)所示电路进行实验，测得的

数据如下表所示.

图(a)图(b)

次数12345

R(Q)0.94.27.310.814.1

Io(mA)10050342520

(1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流

表，则改装后的电流表的测量值I与原电流表的读数I。的关系为

⑵若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作(选填“R-I”或“R-；”)

图象；

(3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图象；

(4)由图象可知，该电池的电动势£=V,内阻r=Q.

4、某兴趣小组想用伏安法较准确地测定阻值约为1500Q的新型合金材料的电

阻率，实验室可供选用的器材有：

A.电压表Vi(量程为3V,内阻约为3kC)

B.电压表V2(量程为15V,内阻约为15kQ)

C.电流表Al(量程为3mA,内阻约为20Q)

D.电流表A2(量程为10mA,内阻约为7。)

E.滑动变阻器R(最大阻值为10。)

F.电源E(电动势为4.5V,内阻约为0.5Q)

G.开关S,导线若干

⑴要使电流表和电压表的示数都能达到满偏的三分之一以上，在所提供的电流

表中就选用，电压表就选用o(均选填器材前的字母)

(2)在方框中画出测定该电阻丝电阻的实验电路图，并对选用的器材进行标注。

(3)若测得电阻丝的长度为1、直径为d和阻值为R,则该新型材料的电阻率p

5、图甲是“用伏安法测量金属丝电阻率p”的实验电路图.

丙T

(1)用螺旋测微器测得金属丝直径d如图乙所示，可读出d=m.

(2)闭合开关，调节P的位置，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，

算出对应的电阻R,利用多组数据绘出如图丙所示的R—x图象，可得该图线的

斜率k=Q/m.

(3)利用图线的斜率k、金属丝的直径d,得到金属丝电阻率p的表达式为

(4)图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“一”接线柱上，可

以测量电源的电动势和内阻.闭合开关，调节P的位置，读出多组电压表和电流

表的示数，把实验得到的数据绘成如图丁所示的U-I图象，得出电源的电动势E

=V；若Ro=2.OQ,则电源的内阻r=Q

6、某同学利用如图1所示的电路测定均匀金属丝AB的电阻率，在该电路中，

直流稳压电源为电路提供恒定电压，Ro为定值电阻，电压表视为理想电表，移

动滑片P的位置可改变金属丝接入电路中的长度.

V

(

0

45

40

°图3、

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，读数为d=mm；

⑵用刻度尺量出滑片P到A端的距离Li,记录此时电压表的示数Ui；

(3)改变滑片P的位置，重复步骤(2),测量多组数据；

(4)若金属丝接入电路中的长度为L,直径为d,金属丝的电阻率为p,电压表示

数为U,直流稳压电源的电压为Uo,定值电阻为Ro,则实验中所测量的电压与

其余几个物理量之间的关系为3.

(5)以上为纵轴、L为横轴作出金属丝的七一L图象，如图3所示，图线的斜率为k,

纵轴截距为b,则用这些参数表示金属丝的电阻率p=，直流稳压电源

的电压Uo=.

7、某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电

阻箱，可使欧姆表具有“XI”和“X10”两种倍率.所用器材如下：

A.干电池：电动势E=1.5V,内阻r=1.0C

B.电流表G：满偏电流Ig=lmA,内阻Rg=15O。

C.定值电阻Ri=1200Q

D.电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9Q

E.电阻箱R4：最大阻值为9999Q

F.开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

⑴该实验小组按图a正确连接好电路.当开关S断开时，将红、黑表笔短接，

调节电阻箱R2=Q,使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆

表的内阻R内，则R内=C,欧姆表的倍率是(选填“X1”或

“X10”).

~©―^—

"R?

R3

一

xr人

黑表笔$~\>

,红表《

图a

图b

（2）闭合开关S：

第一步：调节电阻箱R2和R3,当R2=C且R3=Q时，将红、

黑表笔短接，电流表再次满偏；

第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图b所示

的位置时，对应的欧姆表的刻度值为Q

8、某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物

块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频

率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在A、

B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是点.在

打出C点时物块的速度大小为m/s（保留3位有效数字）；物块

下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）.

9、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⑨和⑭为理想电压表；R为滑动变阻器，Ro为定值电阻（阻

值100Q）；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50.0PiA时得到的某

硅二极管U-t关系曲线.回答下列问题：

图(b)

(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0ptA,应调节滑动变阻器R,使电压

表包的示数为Ui=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(填“变大”或“变小”)，电压表网示数(填”增

大”或“减小”)，此时应将R的滑片向(填“A”或"B”)端移动，以使网示数

仍为Ui.

⑵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胃=—X10-3v/C(保留2位有效数字).

2021届高考物理二轮精题：电学实验有答案

1、某小组的同学通过设计如下实验来验证：“在弹性限度内，劲度系数为k的轻

弹簧从形变量为X到恢复原长的过程中，弹力做的功为\¥=92”的结论.

(1)部分实验步骤如下：

A.将一轻弹簧放置在水平气垫导轨的左端，弹簧左端固定，让弹簧处于自然状

态.在弹簧下面的气垫导轨上水平固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的

左端刚好对齐，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为XI,如图甲所示.

气垫导轨

与甲

B.用弹簧测力计拉着弹簧右端水平向右缓慢移动，当弹簧测力计的示数为F时,

弹簧右端在刻度尺上对应的示数为X2,如图乙所示（弹簧的形变在弹性限度

内）.则此弹簧的劲度系数为.

|inTTjnnjnnjTTnjTTTTpTn]TTnjnnjnnjTTnp™"^^^^^^^^^^^^|

气.导轨

出

乙

C.在水平气垫导轨的右端合适位置安装一个光电门（光电门与弹簧最左端的距离

大于XI）,如图丙所示.

遮光片光电门

.......[।

上丙气垫导轨

D.用天平测得小车（带有遮光条）的质量为m,用螺旋测微器测得遮光条宽度d

的结果如图丁所示，则11=mm.

T

E.把小车置于气垫导轨上，向左推小车使弹簧压缩一段距离（弹簧与小车未拴

接），此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为X3,如图丙所示（弹簧的形变在弹性

限度内）.由静止释放小车，测得小车通过光电门时的遮光时间为At.小车经过光

电门时的速度大小为（用实验中所测物理量的符号表示）.

（2）在实验误差允许的范围内，若=（用实验

中所测物理量的符号表示），就可验证弹力做的功W=权x2的结论.

（3）同学们在实验过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是

A.遮光条的宽度越小越好

B.把气垫导轨左端垫起适当高度来平衡摩擦力

C.计算弹簧劲度系数时，多次测量取平均值

D.向左推小车压缩弹簧时，弹簧形变量越大越好

Fd

【答案】（DB—D.2.670E-

⑵七七(XLX3)2阂2(3)C

2、如图甲为多用电表的电路原理图.已知选用的电流表内阻Rg=10Q、满偏电

流Ig=10mA,当选择开关接3时为量程250V的电压表.该多用电表表盘如图

乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对

应数值没有标出.

(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为;选择开关接3

时其读数为.

(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，某同学在实验室找到

了一个电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接2,红黑表笔短接，调节Ri的阻值使电表指针满偏；

②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，

此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为.

③计算得到多用电表内电池的电动势为V.(保留2位有效数字)

【答案】(1)6.9_mA、173_V(171〜175_V均可)

(2)②150_Q、1.5

3、新能源汽车是今后汽车发展的主流方向，如图(a)所示为车载动力电池，其技

术参数是额定容量约120Ah,额定电压约3.3V,内阻约0.03Q,现有一个用了

很长时间已经老化的这种电池，某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻，但

实验器材仅有一个电流表(量程100mA、内阻9Q)、一个定值电阻Ro=lQ、一

个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图(b)所示电路进行实验，测得的

数据如下表所示.

图(a)图(b)

次数12345

R(Q)0.94.27.310.814.1

Io(mA)10050342520

(1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流

表，则改装后的电流表的测量值I与原电流表的读数I。的关系为

⑵若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作(选填“R-I”或“R-；”)

图象；

(3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图象；

(4)由图象可知，该电池的电动势£=V,内阻r=Q.

【答案】⑴1=101。(2)R-1(3)如解析图所示(4)3.31.1

【解析】(1)根据并联电路的分流公式可知，^=^=7=9,IRO=9IO,即改装后

的电流表的测量值为I=IRO+IO=1OIO.

9X1

(2)由闭合电路欧姆定律，可列式E=I(R+r+R并)，1^并=67=0.9Q,要建立关

y\1

于电流和外电阻的函数关系，则要将其变形为R=Ej—（r+R并），要使图线具有

线性关系，则应作R-；图象.

（3）如图所示.

14

12

10

8

6

4

2

（4）由图象可得：E=k=5方10V=3.3V,

r=l.lQ

4、某兴趣小组想用伏安法较准确地测定阻值约为1500Q的新型合金材料的电

阻率，实验室可供选用的器材有：

A.电压表Vi（量程为3V,内阻约为3kC）

B.电压表V2（量程为15V,内阻约为15kQ）

C.电流表Ai（量程为3mA,内阻约为20Q）

D.电流表A2（量程为10mA,内阻约为7Q）

E.滑动变阻器R（最大阻值为10Q）

F.电源E（电动势为4.5V,内阻约为0.5。）

G.开关S,导线若干

（1）要使电流表和电压表的示数都能达到满偏的三分之一以上，在所提供的电流

表中就选用，电压表就选用o（均选填器材前的字母）

（2）在方框中画出测定该电阻丝电阻的实验电路图，并对选用的器材进行标注。

（3）若测得电阻丝的长度为1、直径为d和阻值为R,则该新型材料的电阻率p

【答案】（l）CA（2）见【解析】图⑶曙

【解析】（1）由于用伏安法测量该电阻丝的电阻，根据所给的电源电压大致求

45

出电路中的电流1=音而A=0.003A,所以选择量程较小的电流表C；为使读

数更准确，电压表选量程较小的A。

⑵电路图采用伏安法如图所示。

(3)根据电阻定律R=p6和面积公式S=7ig＞得到:

TtRd2

5、图甲是“用伏安法测量金属丝电阻率p”的实验电路图.

(1)用螺旋测微器测得金属丝直径d如图乙所示，可读出d=m.

(2)闭合开关，调节P的位置，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，

算出对应的电阻R,利用多组数据绘出如图丙所示的R—x图象，可得该图线的

斜率k=Q/m.

(3)利用图线的斜率k、金属丝的直径d,得到金属丝电阻率p的表达式为

(4)图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“一”接线柱上，可

以测量电源的电动势和内阻.闭合开关，调节P的位置，读出多组电压表和电流

表的示数，把实验得到的数据绘成如图丁所示的U-I图象，得出电源的电动势E

=V；若Ro=2.OQ,则电源的内阻r=Q

兀d2k

【答案】(1)3.95X10“m(2)10(3)p=­(4)2.801.0

6、某同学利用如图1所示的电路测定均匀金属丝AB的电阻率，在该电路中，

直流稳压电源为电路提供恒定电压，Ro为定值电阻，电压表视为理想电表，移

动滑片P的位置可改变金属丝接入电路中的长度.

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，读数为d=mm；

(2)用刻度尺量出滑片P到A端的距离Li,记录此时电压表的示数Ui；

(3)改变滑片P的位置，重复步骤(2),测量多组数据；

(4)若金属丝接入电路中的长度为L,直径为d,金属丝的电阻率为p,电压表示

数为U,直流稳压电源的电压为Uo,定值电阻为Ro,则实验中所测量的电压与

其余几个物理量之间的关系为3.

(5)以上为纵轴、L为横轴作出金属丝的七一L图象，如图3所示，图线的斜率为k,

纵轴截距为b,则用这些参数表示金属丝的电阻率p=，直流稳压电源

的电压Uo=.

k1

14o2

【答案】⑴1.955(1.952〜1.958)(4)证+鬲高L5)714(1RbOb-

7、某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电

阻箱，可使欧姆表具有“XI”和“X10”两种倍率.所用器材如下：

A.干电池：电动势E=1.5V,内阻r=LO。

B.电流表G：满偏电流Ig=lmA,内阻Rg=150C

C.定值电阻Ri=1200Q

D.电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9。

E.电阻箱R4：最大阻值为9999Q

F.开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

⑴该实验小组按图a正确连接好电路.当开关S断开时，将红、黑表笔短接，

调节电阻箱R2=C,使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆

表的内阻R内，则口内=Q,欧姆表的倍率是(选填“XI”或

“X]0”).

(2)闭合开关S：

第一步：调节电阻箱R