2025年高考物理二轮复习：创新实验（练习）解析版

微专题七创新实验

目录

01模拟基础练..................................................................2

题型一力学创新实验...........................................................2

题型二电学创新实验..........................................................14

题型三热学、光学创新实验....................................................33

题型一力学创新实验

1.(2024•湖北•高考真题)某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g祛码若

干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。

具体步骤如下：

①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个祛码，如图(a)所

zj\O

图(a)图(b)

②用米尺测量平衡时弹簧的长度/,并安装光电门。

③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。

④用数字计时器记录30次全振动所用时间Zo

⑤逐次增加托盘内祛码的数量，重复②③④的操作。

该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期7=2肛丝，其中左为弹簧的劲度系数，M

为振子的质量。

(1)由步骤④，可知振动周期7

(2)设弹簧的原长为%,则/与g、％、7的关系式为/=

(3)由实验数据作出的图线如图(b)所示，可得g=m/s2(保留三位有效数字，万2取9.87)。

（4）本实验的误差来源包括（双选，填标号）。

A.空气阻力

B.弹簧质量不为零

C.光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置

【答案Ml舄⑵，。+名（3）9.59（4）AB

【详解】（1）30次全振动所用时间/,则振动周期7

（2）弹簧振子的振动周期7=2万秒

可得振子的质量

4万

振子平衡时，根据平衡条件班=%

可得包=芸

4万2

贝h与g、%、7的关系式为/=/°+A/=/。+骼

4万

（3）根据/=/。+义整理可得/=/。+17r

4万4〃

„,f-,-,,A,八、g0.542—0.474

则/-L9图像斜।率7k=3=

47rO.JO-0.3

解得g«9.59m/s2

（4）A.空气阻力的存在会影响弹簧振子的振动周期，是实验的误差来源之一，故A正确；

B.根据弹簧振子周期公式可知，振子的质量影响振子的周期，通过光电门测量出的周期T为振子考虑弹

簧质量的真实周期，而根据（3）问求出的/-/的关系是不考虑弹簧质量的关系式子，二者的中的T是

不相等的，所以弹簧质量不为零是误差来源之一，故B正确；

C.利用光电门与数字计时器的组合测量周期的原理：根据简谐运动的规律可知，只要从开始计时起，

振子的速度第二次与开始计时的速度相等即为一个周期，与是否在平衡位置无关，故c错误。

故选AB。

2.（2023・湖北・高考真题）某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数〃的

实验。

如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B

通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块/间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A

上放置"（"=0,123,4,5）个祛码（电子秤称得每个祛码的质量加°为20.0g）,向左拉动木板的同时，记录电

子秤的对应示数冽。

阳/g

60.r

50

祛码40

木块J1滑轮

30

木板A

I

20

才|重物

电子秤10,*«

012345

图(b)

（1）实验中，拉动木板时（填“必须”或“不必”）保持匀速。

（2）用机A和机B分别表示木块A和重物B的质量，则加和7〃A、叫加0、〃、,所满足的关系式为

m=

（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出加-〃图像，如图（b）所示，可得木块/和木板间的动摩擦因数〃=

（保留2位有效数字）。

【答案】不必加B—〃(加A+〃加o)0.40

【详解】（1）［1］木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀

速;

（2）［2］对木块、祛码以及重物B分析可知〃（机A+〃加0应+〃9=恤8

解得〃(％A+nm0)

(3)m=mB-/j(mA+nm0)

59-19

结合图像可知4加o=---=8

贝I]〃=0.40

3.（2022•广东•高考真题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,

设计了如图（。）所示的装置，实验过程如下:

释放装置

（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从

光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。

（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图所示，小球直径"=

（3）测量时，应________（选填"A”或"B"，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数

字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间4和。

（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为加，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失

AE=（用字母加、d、。和芍表示）。

（5）若适当调高光电门的高度，将会（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。

【答案】7.884/7.882/7.883/7.885/7.886B-1m（y-）2增大

【详解】（2）[1]依题意，小球的直径为d=7.5mm+38.4x0.01mm=7.884mm

（3）[2]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先

接通数字计时器，再释放小球，故选B。

dd

（4）[3]依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为功、也，则有匕=7，v2=-

则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为；加V；加"=；加（（）2加（（）2

（5）[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起

的测量误差。

3.（2022•湖南•高考真题）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）

所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

橡

刻

支

冰

皮

度

架

墩

筋

尺

墩

相

塑

(

图

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度/,记录数据如下表:

序号12345

硬币数量〃/枚510152025

长度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线;

图(b)

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋

的长度为cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

【答案】见解析15.35127

【详解】（3）[1]根据表格标点连线如图

A//cm

17

16

15

14

13

12

11

10

51015202530n/枚

(4)[2]由图可知刻度尺的分度值为1mm,故读数/=15.35cm；

(5)[3]设橡皮筋的劲度系数为左，原长为X。，则”即g=Mx]-尤0),n2mg=k(x2-x0)

则橡皮筋的劲度系数为上卜4忆一心吗

x2一项

从作的l-n图线读取数据则可得人=""Mg=当Sg,X。=%—=9.05cm

x2-x13n2-nx

设冰墩墩的质量为加”则有叫g=M/-xo)

可得叫=#x6.05x(15.35-9.05)g«127g

4.(2022•山东•高考真题)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此

启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质

量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；

②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

加速度传感器

力传感器I~I

图甲

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于。点。/点到。点的距离为5.00cm,

拉动滑块使其左端处于/点，由静止释放并开始计时；

④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力产、加速度。随时间f变化的图像，部分图像如图乙所示。

a/(m-s'2)

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧的劲度系数为―N/mo

（2）该同学从图乙中提取某些时刻尸与a的数据，画出a—尸图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速

度传感器的总质量为kg。

（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—尸图像n,则待测物体的质

量为kgo

【答案】120.200.13

【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于。点，/点到。点的距离为5.00cm。拉动滑块

使其左端处于4点，由静止释放并开始计时。结合图乙的尸一f图有/x=5.00cm,F=0.610N

p

根据胡克定律人=「

Ax

计算出k~12N/m

（2）[2]根据牛顿第二定律有尸=加。

则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I,则有上=Wkg-=5kg」

m0.6

则滑块与加速度传感器的总质量为m=0.20kg

（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中n,则有乙二工等kg」=3kg」

m0.5

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m'33kg

则待测物体的质量为Am=m'-m=0.13kg

5.（2022・全国乙卷•高考真题）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（/=0）开始的一段时间内，该

飞行器可视为沿直线运动，每隔Is测量一次其位置，坐标为x,结果如下表所示：

t/s0123456

x/m050710941759250533294233

回答下列问题：

（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：'

（2）当x=507m时，该飞行器速度的大小v=m/s；

（3）这段时间内该飞行器加速度的大小m/s?（保留2位有效数字）。

【答案】相邻1s内的位移之差接近80m54779

【详解】（1）［1］第Is内的位移507m,第2s内的位移587m,第3s内的位移665m,第4s内的位移

746m,第5s内的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻1s内的位移之差接近Ax=80m,可知判断飞

行器在这段时间内做匀加速运动；

1094

（2）［2］当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则匕=亍m/s=547m/s

2

（3）［3］根据a=［芦3=---万-----m/s-79m/s-

6.（2024•全国•模拟预测）“枪口比动能”的计算公式为枪口子弹动能/枪管横截面积，单位为J/cm"我国规

定枪口比动能达到或大于IBJ/cm?为枪支，小强通过如图甲所示实验装置测定某型号仿真枪是否超标。在

一半封闭金属盒内塞人橡皮泥，金属盒下方安装一个有墨水的轻质细毛笔，将金属盒用轻绳系于天花板上

的。点，金属盒下方铺设一条以悬点0为圆心的圆弧轨道，并在轨道上铺设白纸，调节轨道高度使得轻质

毛笔笔尖轻微接触白纸且对金属盒的运动无明显阻碍作用。以。为圆心竖直安装一与金属盒运动平面平行

的量角器。将仿真枪靠近金属盒并对准其中心射出弹丸，随后弹丸陷入金属盒内部，并与金属盒一起摆起

一定的角度。测量枪管的内直径。，弹丸的质量〃a金属盒与橡皮泥的质量〃，白纸痕迹上方端点与悬点

0的连线与竖直方向的夹角3以及金属盒中心与悬点。的距离£。重力加速度大小为g。

012

L1111111/111111111111

I（fIIIIIIII

0510

甲______________________________________丙

⑴用游标卡尺测量枪管内直径时需利用图乙中游标卡尺的（选填“①”“②”或“③”）部分。测量得

到枪管内直径读数如图丙所示，其读数为mm。

（2）根据所测量得到的物理量得出比动能的表达式为今=o（用题中所给物理量的字母表示）

（3）下列因素能够导致比动能的测量值偏小的是（填标号）0

A.弹丸与金属盒碰撞过程中损失的动能

B.金属盒所受的空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力

C.击中金属盒的位置位于金属盒中心上方

D.仿真枪没有抵近金属盒射击

【答案】（1）①7.0（2）4（"f1"（3加

m7iD

【分析】本题以枪口比动能这一概念为背景，考查动量守恒、机械能守恒、游标卡尺读数。意在考查逻

辑推理以及实验探究能力。

【详解】（1）[1]游标卡尺测量内径使用内爪测量，故选①部分。

[2]10分度游标卡尺的精确度为0.1mm,游标卡尺读数为7mm+Ox0.1mm=7.0mm

（2）根据动量守恒定律有加%=（加+M）v

然后两者共同摆起使得细绳与竖直方向的夹角为。时，由机械能守恒定律得

g（拉+M）v?=（m+Af）gZ（l-cos^）

联立可得，弹丸的初动能E,=-mvl=（加+＞））"1一‘os。）

2m

根据比动能的定义有区=4（"+M2gqi.cose）

SnmD2

（3）A.根据实验原理，碰撞中损失的动能对测量结果无影响，故A错误；

BD.若考虑金属盒所受空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力和仿真枪没有抵近金属盒射击都会使得

初动能的测量值小于真实值，故比动能的测量值偏小，故BD正确；

C.若击中金属盒的位置位于金属盒中心上方，则上的测量值偏大，比动能的测量值偏大，故C错误。

故选BDa

7.（2024•云南•模拟预测）某实验小组欲测定当地重力加速度大小，设计实验装置如图甲：将一细线上端固

定于摇柄下端。点处，另一端连接一小钢球。转动摇柄可控制小钢球某段时间内在某一水平面做匀速圆周

运动，在圆周上某处装一光电门。已知小钢球的直径为d,。点到钢球球心的距离为心

摇柄

1111111=

05—

⑴实验中用螺旋测微器测量小球直径如图乙所示，则读数为"=mm。

(2)某次实验中小球经过光电门时间为3则对应圆周运动线速度大小为；该若再测量出细线与竖直方

向的夹角为a,则当地重力加速度大小为g=0(以上均用题中所给物理量符号表示)

【答案】(1)6.700(2)-#cos戊

tLtsina

【详解】(1)螺旋测微器精度为0.01mm,故读数d=6.5mm+0.01mmx20.0=6.700mm

(2)[1]小钢球的直径为乩小球经过光电门时间为3则圆周运动线速度大小为v

2

[2]设小球质量为m,由匀速圆周运动合力提供向心力，则有mgtanor=m--——

联立以上，解得g=

Lrt2sm.2a

8.(2024•四川成都•三模)某同学用如图(°)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质

定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质钢柱量均为加=0140kg,钢柱K下端与质量为

M=0.200kg的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机

带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。

初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取9.8m/s，

丁激光笔

图(a)

(1)开启电动机，待电动机以。=40万rad/s的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，

激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图1)所示。则细钢柱K

上相邻感光痕迹间的时间间隔7=s,激光束照射到E点时，细钢柱速度大小为%=m/so（此

问2空的计算结果均保留1位有效数字）

OABcDEF

Ocm1234567891011121314151617181920

图（b）

（2）经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过。点。参照图（b）,在OE段，系统动能的增加量

限=,重力势能的减少量A£p=;比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（计算结果均

保留3位有效数字）

（3）选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电

动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为上记录下如图（4）所示的感光痕迹，其中两相邻

感光痕迹间距均为心若验证得到表达式仁即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母M、

m、d、k、g、兀的表达式表不）。

【答案】⑴0.051（2）0,2400.245⑶所向J

【详解】（1）［1］根据角速度与周期的关系有T=Y=WS=0.05S

⑵根据运动学公式有匕=舞=粤5警xIO-m/s=lm/s

2T2x0.05

（2）［1］在OE段，系统动能的增力口量为AEk=g（M+2〃?）％2=；x（0.200+2x0.140）xl2j=0.240J

-2

［2］重力势能的减少量为A£p=（Af+m）gh0E-mgh0E=0.200x9.8x12.50xIOJ=0.245J

（3）从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的"段，根据时间关系有'2〃乃=；无2

根据运动学公式有=

根据机械能守恒定律有Mgnd=^（M+?.m）v2

解得还=3也

2TI

2兀Mg

则无=

（M+2加）d

9.（2024•陕西榆林•模拟预测）如图甲为桶装水电动抽水器，某兴趣小组利用平抛运动规律测量该抽水器的

流量。（单位时间流出水的体积）。

甲乙

（1）如图乙，为了方便测量，取卜不锈钢出水管，用游标卡尺测量其外径。，读数为cm。

（2）转动出水管至出水口水平，接通电源，待水流稳定后，用米尺测出管口到落点的高度差人=44.10cm和管

口到落点的水平距离z=30.00cm,已知重力加速度，g=9.8m/s2,则水流速度v=m/s（保留两位有

效数字）。

（3）已知出水管管壁的厚度为d,该抽水器的流量。的表达式为（用物理量4、v表示）。若根据

测得的流量算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，可能的原因是（写出一种即

可）。

【答案】（1）0.71（2）1.0（3）乃（修一〃1v测量/H扁小/偏大偏大。偏小

【详解】（1）游标卡尺的读数为7mm+1x0.1mm=7.1mm=0.71cm

（2）竖直方向〃=

水平方向£=可

联立解得v=L0m/s

（3）[1]该抽水器的流量。的表达式。=成

根据几何关系s=

联立可得0=v

[2]若根据测得的流量算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，说明流量的测量值偏大，

根据0=v可知可能是。偏大或d偏小或者是水流速度的测量值偏大,即测量h偏小或£偏大。

10.（2024・辽宁大连•模拟预测）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱

挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在

钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为7）。如图（6）,在钢柱上从痕迹。开始选取5条连续的痕迹/、B、

C、D、E,测得它们到痕迹。的距离分别为相、hB、hC、hD、hEo已知当地重力加速度为g。

（1）实验操作时，应该O（填正确答案标号）

A.先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落

B.先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动

（2）画出痕迹。时，钢柱下落的速度女=。（用题中所给物理量的字母表示）

（3）设各条痕迹到。的距离为肌对应钢柱的下落速度为v,画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线,

若该直线的斜率近似等于,则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。

【答案】⑴A⑵今生（3）2g

【详解】（1）实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机

转动，后烧断细线使钢柱自由下落。

故选Ao

（2）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度

为

D2T

（3）钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即mg/xg™?

整理有v2=2g6

若V之一〃图线为一条倾斜直线，且直线斜率近似等于2g,则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。

题型二电学创新实验

11.（2023•辽宁•高考真题）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现

有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示

的电路图，实验步骤如下：

a.测得样品截面的边长a=0.20cm；

b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左

右移动；

c.将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离2；

d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值，使电流表示数/=0.40A,读出相应的电压表示数。，断开开关S；

e.改变丙的位置，重复步骤c、d,测量多组£和U,作出图像如图（b）所示，得到直线的斜率讥

回答下列问题：

⑴£是丙到（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；

（2）写出电阻率的表达式〃=（用鼠°、/表示）；

（3）根据图像计算出该样品的电阻率〃=Q-m（保留两位有效数字）。

【答案】乙号6.5x10-5

【详解】（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则上是丙到乙的距离。

（2）[2]根据电阻定律有R=o与

a

再根据欧姆定律有尺=彳

联立有。=以工

a

则夕=竽

（3）[3]根据图像可知左=6.5V/m

则根据（2）代入数据有p-6.5x10-5Qm

12.（2023•浙江•高考真题）以下实验中，说法正确的是（）

A.在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小

B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面

积

C.“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，

金属热电阻阻值增大

D.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接

入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零

【答案】CD

【详解】A.在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流

逐渐增大，故A错误；

B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后,

用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误；

C.“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温

度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确；

D."探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接

入10V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D

正确。

故选CDo

13.（2024•天津•高考真题）某同学研究闭合电路的规律。

（1）根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像，如图所示，则尸的峰值对应的

外电路电阻值R应_______电源内阻r（填“大于”、“小于”或“等于”）；

（2）测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有：

A.电压表：（量程0~3V,内阻约为3k。）

B.电流表：（量程0〜0.6A,内阻约为1。）

C.滑动变阻器：（最大阻值20。，额定电流1A）

D.滑动变阻器：（最大阻值1000。，额定电流0.5A）

E.待测电源：（电动势约为3V,内阻约为1。）

F.开关、导线若干

（i）实验中所用的滑动变阻器应选（填器材前字母代号）；

（ii）实物电路如图所示，单刀双掷开关SZ可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值,

S2应与端闭合。

【答案】⑴等于（2）C2

E-RE-

【详解】（1）电源输出功率记¥=灰/）2.

则当R=r时电源输出功率尸最大；

（2）（i）[1]实验中所用的滑动变阻器应选阻值较小的C即可；

（ii）[2]电压表内阻远大于电源内阻，应采用相对电源的电流表外接法，使电源内阻的测量结果更接近

真实值，S2应与2端闭合。

14.（2024・河北•高考真题）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器,

以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表（0〜20V）、

数字电流表（0〜20mA）、滑动变阻器R（最大阻值50QJ.5A）、白炽灯、可调电阻打（0〜50kC）、发光二极

管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。

（1）判断发光二极管的极性使用多用电表的“xlOk”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线

端”接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中。位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针

位于表盘中6位置（见图（2）,由此判断M端为二极管的（填“正极”或“负极”）。

（2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性

①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。

导线4、4和4的另一端应分别连接滑动变阻器的、、接线柱（以上三空

选填接线柱标号或"D”）。

由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而（填"增大，或“减小，

（3）组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当6、e间电压达到一定

程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电

阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应__________（填“增大”或“减

小”）可调电阻片的阻值，直至发光二极管发光。

【答案】⑴负极（2）AAD/C减小（3）增大

【详解】（1）根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，

说明二极管反向截止即连接电源负极。

（2）口][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路，故4、4

接滑动变阻器A接线柱,右必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。

另若4接金属杆两端接线柱任意一个，即C或D,4接接滑动变阻器A接线柱,右接滑动变阻器B接线

柱也符合题意。

[4]由图像可知，随光照强度增加，/-U图像斜率增大，所以电阻减小。

（3）三极管未导通时，用与片串联。随着光强增强，用电阻减小，此时三极管仍未导通，说明片分

压小，故需要增大N。

15.（2023・湖南•高考真题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,

其电路如图（a）所示，凡、&、居为电阻箱，（为半导体薄膜压力传感器，C、。间连接电压传感器（内

阻无穷大）.

（1）先用欧姆表“xlOO”挡粗测七的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是—Q;

（2）适当调节《、与、&，使电压传感器示数为0,此时，（的阻值为—（用《、与、凡表示）;

（3）依次将0.5g的标准祛码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于祛码重力大小），读出电压

传感器示数。，所测数据如下表所示:

次数123456

祛码质量加/g0.00.51.01.52.02.5

电压U/mV057115168220280

根据表中数据在图（c）上描点，绘制机关系图线

（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施加微

小压力4，电压传感器示数为200mV,则4大小是—N（重力加速度取9.8m/s2,保留2位有效数字）;

（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、。间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力片，此

时非理想毫伏表读数为200mV,则与尸。（填或

【详解】（1）欧姆表读数为10xl00Q=1000Q

（2）当电压传感器读数为零时，CD两点电势相等，即

即Wk号

A]+i\.p

RR

解得n一

（3）绘出U-m图像如图

（4）由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g,则

片=»7g=1.75x1。-3X9.8N=1.7X1()-2N

（5）可将CD以外的电路等效为新的电源，电动势E',内阻CD两点电压看做路端电压，因为换用

F,R

非理想电压传感器时内阻不是无穷大，此时电压传感器读数U'=’」一

当读数为u'=200mV时，实际C£>间断路（接理想电压传感器时）时的电压等于E'大于200mV,则

此时压力传感器的读数F]>F。。

16.（2022•浙江•高考真题）（1）探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片尸从/移到3

的过程中，负载电阻R两端的电压变化。

图1

①图2为实验器材部分连线图，还需要（选填/bf、fd、fc、ce或eg）连线。

图2

②图3所示电压表的示数为Vo

图3

③已知滑动变阻器的最大阻值7?0=10Q,额定电流/=1.0A。选择负载电阻R=10Q,以R两端电压。为纵轴,

?为横轴G为NP的长度，工为的长度），得到u-§分压特性曲线为图4中的“I"；当R=ioo。，分压

LL

特性曲线对应图4中的（选填“n”或“in”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是

UN

图4

(2)两个相同的电流表Gi和G2如图5所示连接，晃动Gi表，当指针向左偏时，静止的G2表的指针也向

左偏，原因是___o

A.两表都是“发电机”

B.Gi表是“发电机”,G2表是“电动机”

C.Gi表和G2表之间存在互感现象

D.Gi表产生的电流流入G2表，产生的安培力使G2表指针偏转

图5

【答案】of、fd、ce1.50±0.02IIR0<RBD/DB

【详解】(1)[1]依原理图可知，还需要必fd、ce连线；

⑵依题意，所示电压表的示数为1.50V,考虑到偶然误差(L50±0.02)V也可；

[3]假定NP部分的电阻为R,R分别与10。与100C并联再与2P部分的电阻串联；由于相同的R与

100。并联后的电阻较与10Q并联后的电阻大，则根据闭合电路的欧姆定律可知，滑片在相同位置下，

负载电阻越大，其两端电压越大：即在相同横坐标下，此时负载100。时，电压表的示数应该较曲线为

图4中的“I”来得大，故应该选“II”。

[4]由上述分析可知，对于不同的负载电阻，调节滑动触头时负载两端的电压变化规律不同，当负载电阻

小于滑动变阻器最大阻值时，负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更迅速变化；当负载电阻大于滑动

变阻器最大阻值时，负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更加平稳变化，从而获得更多的实验数据。

所以，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好，即&＜尺。

（2）[5]据题意可知：电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈，Gi和G2用导线连接起来.当晃动

Gi时，相当于Gi中的线圈做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流；由于两个电表构成了闭合电路,

则电流会通过G2表中的线圈，而该线圈处于磁场中，由于通电导线在磁场中受力的作用，G2的指针也

会偏转；则Gi表相当于“发电机”，G2表相当于“电动机”，故AC错误，BD正确。

故选BD。

17.（2022•广东•高考真题）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性

导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：

（1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金

属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。

尺八。

1.40

1.35

1.30

1.25

1.20

1.15

51.00512051.4051.6051.8052.00£/cm

(c)

（2）导电绳拉伸后的长度£及其电阻Rx的测量

①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度工

②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S”调节R,使电压表和电流表的指针偏转

到合适位置。记录两表的示数U和//。

③闭合S2，电压表的示数（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为。，记录电流表的

示数b则此时导电绳的电阻Rx=（用力、心和U表示）。

④断开S”增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。

（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________（选填“有”或‘无"）影响。

（4）图11（c）是根据部分实验数据描绘的Rx—图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯

曲后，测得导电绳的电阻Rx为L33k。，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯

曲后的长度。

U

【答案】变小，2无51.80

【详解】（2）[1]闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。