第11章 电路及其应用 高考真题演练-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第三册作业与测评全书Word（人教版2019）

物理　必修·第三册[人教版]作业与测评 第十一章　高考真题演练 一、选择题 1．(2024·广西高考)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00 m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为(　　) A．2∶3 B．2∶1 C．5∶3 D．1∶3 答案　B 解析　根据题意及题图乙可得，导体L1的长度l1＝0.25 m，两端电压U1＝0.2 V，导体L2的长度l2＝1.00 m－0.25 m＝0.75 m，两端电压U2＝0.5 V－0.2 V＝0.3 V；设电路中的电流为I，根据欧姆定律得，L1的阻值R1＝＝，L2的阻值R2＝＝；根据电阻定律R＝ρ可得ρ＝，又两段导体的横截面积相同，故导体L1、L2的电阻率之比＝·＝×＝，故选B。 二、实验题 2．(2024·广东高考)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度，示数如图甲所示，图乙为局部放大图，读数为________ cm。 答案　4.108 解析　该游标卡尺为50分度，精度为0.02 mm，游标尺上第4条刻度线与主尺刻度线对齐，则游标卡尺读数为4.1 cm＋4×0.02 mm＝4.108 cm。 3．(2023·天津高考)某同学测量金属丝的电阻。 ①首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测，用“×1”挡正确测量，指针偏转如图所示，对应的读数为________Ω； ②该同学设计了如图所示的电路，再次开展测量，除学生电源(输出电压为4 V)、滑动变阻器、开关、导线外，还提供如下器材： A．电压表(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)； B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)； C．电流表(量程0～3 A，内阻约0.025 Ω)； D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)。 (ⅰ)为了测量准确，实验时应选用________测量电压U，应选用________测量电流I；(选填器材前对应的字母) (ⅱ)关于该实验，下列哪些说法是正确的________。 A．电压表内阻分流引起的误差是系统误差 B．闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端 C．滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零 D．通过测量多组数据绘制U­I图像可减小系统误差 答案　①7　②(ⅰ)B　D　(ⅱ)AC 解析　①测电阻时读表盘的最上面一排刻度，而倍率为“×1”，则读数为7×1 Ω＝7 Ω。 ②(ⅰ)学生电源的输出电压为4 V，为减小读数误差，应选用量程为0～3 V的电压表，即选用B测量电压U；流过电流表的最大电流约为Im＝＝0.43 A，则应选用量程为0～0.6 A的电流表，即选用D测量电流I。 (ⅱ)电压表内阻分流引起的误差是系统误差，故A正确；由实验电路图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于a端，使闭合开关后测量电路两端的电压为零，此时电压表示数即电压U为零，故B错误，C正确；通过测量多组数据绘制U­I图像可以减小偶然误差，不可以减小系统误差，故D错误。 4．(2024·山东高考)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源(输出电压0～16 V)； 滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)； 电压表V(量程3 V，内阻未知)； 电流表A(量程3 A，内阻未知)； 待测铅笔芯R(X型号、Y型号)； 游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为________ mm； (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端； (3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I­U图像如图丙所示，求得电阻RY＝________ Ω(保留3位有效数字)；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω； (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率________(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。 答案　(1)2.450　(2)1　(3)1.92　(4)大于 解析　(1)根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为d＝2 mm＋0.01×45.0 mm＝2.450 mm。 (2)电压表示数变化比电流表示数变化更明显，说明电流表分压对测量结果的影响比电压表分流对测量结果的影响大，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。 (3)根据题图丙的I­U图像，结合欧姆定律有RY＝＝1.92 Ω。 (4)根据电阻定律R＝ρ，可得ρ＝，两种型号铅笔芯直径近似相等，则其横截面积近似相等，有＝，代入数据可知ρX>ρY。 5．(2024·浙江6月选考)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中： (1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用________挡(选填“×10”或“×1k”)重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管________(选填“正极”或“负极”)。 (2)图A是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)，Q应连接________接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA挡测量，指针如图B所示，则电流I＝________ mA。 (3)根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图C所示，说明该二极管是________元件(选填“线性”或“非线性”)，正常发光时电压在________V范围。 答案　(1)×1k　负极　(2)a　d　45.0　(3)非线性　　2.0～2.5 解析　(1)变换表笔与二极管两极的连接方式，指针均不偏转，说明被测电阻较大，欧姆挡所选挡位倍率偏小，所以应换倍率较大的“×1k”挡重新测试；重新测试时，更换二极管极性后，指针才偏转，则这时测二极管正向电阻，根据多用电表中电流“红进黑出”原则，以及二极管的单向导电性，可知此时与红色表笔相连的是二极管负极。 (2)要实现电压可从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，P应连接a；两节干电池串联，电动势E约为3 V，可知电压表应选取0～3 V量程，故Q接d。多用电表作为电流表，选用50 mA量程，分度值为1 mA，需要估读到0.1 mA，故电表的读数为45.0 mA。 (3)根据图C可知，I与U不成正比，则该二极管是非线性元件。二极管正常发光时，所通过的电流大于零，故根据图C知，正常发光时电压在2.0～2.5 V范围。 6．(2024·新课标卷)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5 V)，电压表(量程5 V，内阻约3 kΩ)，定值电阻R0(阻值为800 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，开关S，导线若干。 完成下列填空： (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)； A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连，欧姆表的指针位置如图a中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置，重新调节后，测量得到指针位置如图a中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为________ kΩ(结果保留1位小数)； (2)为了提高测量精度，他们设计了如图b所示的电路，其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端； (3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)； (4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，则待测电压表内阻RV＝________ kΩ(结果保留3位有效数字)。 答案　(1)CAB　负极、正极　×100　1.6　(2)R1　a　(3)　(4)1.57 解析　(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻，首先应选择欧姆挡的倍率，接着将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，故操作顺序为CAB。用多用电表测量电阻时，多用电表表内接有电源，由多用电表中电流“红进黑出”的规则，以及电压表正、负接线柱的接法可知，应将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。 读数时欧姆表的指针位置如图a中虚线Ⅰ所示，指针偏转角度较小，说明所测阻值相对较大，即所选倍率过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大位置；根据图a虚线Ⅰ可知，待测电压表内阻约为150×10 Ω＝1500 Ω，为使测量时指针位于中间区域，应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置；重新调节后，测量得到指针位置如图a中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为16×100 Ω＝1.6 kΩ。 (2)图b所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式接法，为了方便调节，滑动变阻器应选最大阻值较小的R1；为保护电路，应使闭合开关S后，电压表两端电压为零，则闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。 (3)设通过待测电压表的电流为I，根据欧姆定律得，待测电压表内阻为RV＝，根据串联电路的规律，通过定值电阻R0的电流也为I，而定值电阻R0两端的电压为U0＝U1－U，则I＝，联立可得RV＝。 (4)测量得到U1＝4.20 V，U＝2.78 V，代入待测电压表内阻的表达式RV＝，得待测电压表内阻RV＝ Ω＝1.57 kΩ。 7．(2024·江西高考)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 (1)如图a所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07 m和高h＝0.03 m。 (2)现有实验器材：电流表(量程300 μA，内阻RA＝2500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图a中画线完成电路实物连接。 (3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃，重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx­l图线，分别如图b中甲、乙所示。 (4)若Rx­l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝________(用k、d、h表示)。实验结果表明，温度________(填“高”或“低”)的水更容易导电。 (5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10－3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10－3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为________ m。(保留两位有效数字) 答案　(2)如图所示　(4)kdh　高　(5)0.46 解析　(2)由于电流表内阻已知，而电压表内阻未知，故电流表采用内接法可消除电表内阻引起的系统误差，又电源电动势为3 V，则电压表应以量程3 V接入电路，电路连接如答图所示。 (4)根据电阻定律有Rx＝ρ，又S＝dh，联立得Rx＝l，故Rx­l图像中图线的斜率k＝，解得ρ＝kdh；根据题图b可知，温度高时水的Rx­l图线(题图b中图线乙)斜率较小，则温度高的水的电阻率较小，更容易导电。 (5)由题图b可知，65 ℃的水的电阻率ρ乙＝k乙dh＝×103×0.07×0.03 Ω·m＝24 Ω·m，由题意知，当水管两端电压为U＝220 V且充满65 ℃水时，若通过水的电流为I＝1.0×10－3 A，则水管长度最小，根据欧姆定律和电阻定律，有Rx′＝，Rx′＝ρ乙，联立并代入数据，解得水管长度的最小值为l′＝0.46 m。 8．(2024·安徽高考)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig＝500 μA，Rg＝800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图1所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 (1)开关S1闭合前，滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。 (2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω，则R2的阻值应调至________ Ω。 (3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为____________。(结果用U、I、R1、R2表示) (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。(填正确答案标号) A．增大电阻箱R1的阻值 B．减小电阻箱R2的阻值 C．将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图2所示，此示数对应的改装电压表读数为________ V。(保留2位有效数字) 答案　(1)M　(2)4000　(3)－R1－R2 (4)A　(5)0.86 解析　(1)由题图1可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了电路安全，应使开关S1闭合后，标准电压表两端电压为零，即在开关S1闭合前，滑片P应移动到M端。 (2)分析可知，当开关S2接a时，改装电压表量程U2＝3 V，根据欧姆定律有U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)，其中Rg＝800 Ω，R1＝1200 Ω，可解得R2＝4000 Ω。 (3)当开关S2接a时，根据欧姆定律有U＝I(Rg＋R1＋R2)，可得电流表G的内阻可表示为Rg＝－R1－R2。 (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，即通过电流表G的电流偏大，由Rg＝－R1－R2可知，电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，则可以增大两电阻箱的总阻值来校准电表，为保证选用任意一个量程时，改装后的电压表读数都准确，只需增大电阻箱R1的阻值即可，故选A。 (5)开关S2接b，改装后的电压表量程为U1＝1 V，电流表G的读数IA＝430 μA，根据欧姆定律，改装电压表读数UV＝IA·＝430×10－6× V＝0.86 V。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$