滚动卷7 电学实验与创新-【高考领航】2026年高考物理总复习四测通关卷

滚动卷7　电学实验与创新 1．解析：(1)由图甲可知，电容器充电时，通过电阻R0的电流方向向左，放电时通过R0的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中，通过电阻R0的电流方向相反。 (2)I-t曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积S1＝S2。 (3)由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为C＝≈0.15 F。 (4)由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知R1<R2。 答案：(1)相反　(2)＝　(3)0.15　(4)＜ 2．解析：(1)多用电表欧姆挡读数为19 Ω，乘上倍率100后，读数为1900 Ω。 (2)为满足实验要求，控制电路的连接情况如图所示。 (3)要求天色渐暗照度降低至20 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值约为4.5 kΩ，由闭合电路欧姆定律可知R滑＝－R－R线圈＝2600 Ω，此时的滑动变阻器的阻值约为2.6 kΩ，故滑动变阻器应选择R3。 (4)车灯照到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，控制电路部分的电流增大，此时电动机启动，故将开门电动机连接在BC接线柱上。 答案：(1)1900　(2)见解析图　(3)R3　(4)B、C 3．解析：(1)导体棒ab向右匀速运动的过程中，根据右手定则可知，感应电流由电流计的负接线柱流入，结合题中条件可知，电流计的指针将向左偏转。 (2)螺旋测微器的精度为0.01 mm，转动刻度估读到0.1格，挡光片的宽度d＝5.5 mm＋16.5×0.01 mm＝5.665 mm。在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，即穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ相同，这种情况下E与成正比，横坐标应该是；根据绘制的E图像是一条直线，可以得出的结论是：在误差允许的范围内感应电动势与磁通量的变化率成正比。 (3)匝数n加倍后，产生的感应电动势加倍，E图像纵坐标加倍横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。 答案：(1)向左　(2)5.665(5.664～5.667均可)　　在误差允许的范围内感应电动势与磁通量的变化率成正比　(3)加倍 4．解析：(1)为使电路安全，滑片P应先滑至a端，由i-t图像与横轴围成图形的面积表示电荷量Q可知，图形中的小方格约为27个(25～29均对)，故Q＝6.75×10-3 C，由C＝ F＝3.75×10-3 F可知，C＝3.75×10-3 F(3.47×10-3 F～4.03×10-3 F均正确)。 (2)定值电阻R1的阻值较大，其主要作用是延长电容器的放电时间，便于读取微安表示数。 (3)当S2先由位置2拨回位置1，电压表稳定后的示数应为1.80 V，再将S2拨到位置3后，电容器C1立即对C2充电，充电时间极短，完成后两电容器电压相等，由QC1＝QC1′＋QC2′可知两电容器的电荷量均为C1原来的一半，由U′＝可知，U′＝＝0.90 V。 答案：(1)a　3.75×10-3(3.47×10-3～4.03×10-3均正确)　(2)延长电容器的放电时间，便于读取微安表示数　(3)0.90 5．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)由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，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)根据题图丙结合欧姆定律可得RY＝≈1.92 Ω。 (4)根据电阻定律R＝，S近似相等，则ρ∝>1，故ρX>ρY。 答案：(1)2.450　(2)1　(3)1.92　(4)大于 6．解析：(1)选择×1倍率的电阻挡进行测量，测量结果为12 Ω。 (2)将用电表选择开关调至合适的直流电流挡，红表笔接C，黑表笔接电源负极，如图。 (3)纸巾没有使用时，铅笔芯电阻视为零，则最大电流为I＝＝0.25 A＝250 mA，则量程为250 mA。 (4)根据欧姆定律有I＝。 答案：(1)12　(2)见解析图　(3)250　 (4) 7．解析：(1)①根据题意可知，G的指针偏转到满刻度的一半，此时G、R2的电流之和等于I1，即等于G的满偏电流，故G、R2的电流相等，由此时电阻箱的读数等于灵敏电流计G的内阻，由图乙可读得R2＝22.0 Ω，则有rg＝R2＝22.0 Ω，根据题意可知，由于通过G、R2的电流相等，所以读得电阻箱的读数与灵敏电流计内阻的真实值相等。 ②灵敏电流计改装成电流表，应并联一个电阻，起分流作用，并联的阻值R2＝ Ω＝2.0 Ω。 (2)根据并联电路规律得Irg＝(I1－I)R0，整理得I1＝I，结合图像得＝k，解得rg＝(k－1)R0。 答案：(1)①22.0　相等　②并联　2.0　 (2)(k－1)R0 8．解析：(1)R0为定值电阻，在电路中作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路。 (2)根据多用电表电流“红表笔进黑表笔出”，可知多用电表的红表笔应与充电宝的正极，即红导线连接。 (3)根据实验电路图可得实物图如图所示。 (4)根据闭合回路欧姆定律可得E＝U＋Ir，可得U＝E－Ir，根据图像在纵轴上的截距可得E＝5.07 V(5.06 V～5.08 V均算正确)；由图像的斜率大小可得r＝ Ω＝0.11 Ω(0.10 Ω～0.11 Ω均算正确)。 (6)由表格数据可知，充电宝的电动势受充电宝电量影响很小，基本保持不变，而充电宝的内阻很小，充电宝的内电路对输出电压的影响很小，故使用所测试的充电宝供电不必考虑充电宝的电量百分比以及电流大小对输出电压的影响。 答案：(1)作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路　(2)红导线　(3)见解析图　(4)5.07(5.06～5.08均算正确)　 0.11(0.10～0.11均算正确)　(6)不必 学科网（北京）股份有限公司 $ 滚动卷7　电学实验与创新 (满分：100分) 1．(12分)电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势E＝8 V、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。 甲 乙 (1)在电容器充电与放电过程中，通过电阻R0的电流方向________(选填“相同”或“相反”)。 (2)图像阴影为I-t曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积S1______S2(选填“>”“<”或“＝”)。 (3)已知S1＝1233 mA·s，则该电容器的电容值为________F(保留两位有效数字)。 (4)由甲、乙两图可判断阻值R1________R2(选填“>”或“<”)。 2．(12分)城市街道的路灯常用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关实现自动控制，光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示(照度反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)。 甲 乙 丙 (1)该同学首先利用多用电表“×100”欧姆挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图乙所示，则此时光敏电阻的阻值R＝______Ω。 (2)利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学选用图丙所示的路灯自动控制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220 V交流电源给路灯供电。为了实现根据光照情况控制路灯通断，请用笔画线代替导线，正确连接电路图。 (3)图中直流电源的电动势＝15 V，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为400 Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～100 Ω)、R2(0～1500 Ω)、R3(0～3000 Ω)，当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合。要求天色渐暗照度降低至20 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________ (填“R1”“R2”“R3”)。 (4)小明同学想利用丙图为自己家的车库设计自动开门装置，当车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连接在____接线柱上。(填“A、B”、 “B、C”或“A、C”) 3．(12分)某同学正在探究影响感应电流方向的因素，已知当电流从灵敏电流计的正接线柱流入时，灵敏电流计的指针向右偏转。 甲 乙 丙 (1)如图甲所示，导体棒ab向右匀速平移的过程中，电流计的指针将__________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转。 (2)该同学研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系时采用了如图乙所示的实验装置，该同学用螺旋测微器测量挡光片的宽度示数如图丙所示，则挡光片的宽度d＝______mm；实验中让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt和Δt内的感应电动势的平均值E，改变小车速度进行多次实验，得到多组数据，为了更直观地体现E和Δt的关系，若以E为纵坐标，则横坐标应为__________；误差范围内绘制的图像为一条过原点的直线，则得出的结论是__________________________。 (3)其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图像斜率______(填“减半”“不变”或“加倍”)。 4．(12分)某兴趣小组的同学欲探究电势差与电容器带电量的关系，设计了如图甲所示的电路图，电池的电动势E＝3 V，R为滑动变阻器，C1、C2均为额定电压为2.5 V的相同电容器，R1为阻值较大的定值电阻，μA为微安表，V为内阻很大的数字式电压表，S1为单刀单掷开关，S2为单刀三掷开关。初始时S1断开，S2拨到位置1，两电容器均不带电。请回答下列问题： 甲 乙 (1)开关S1在闭合前，滑动变阻器的滑片P应先滑至__________(选填“a”或“b”)端，再闭合S1，调节滑片P，使电压表示数为1.80 V，将S2拨到位置2，每间隔5 s读一次微安表示数，作出的电流随时间变化关系i-t图像如图乙所示，则电容器的电容为________F。 (2)定值电阻R1的主要作用是______________________________________。 (3)保持S1闭合，滑片P的位置不变，将S2先由位置2拨回位置1，电压表示数稳定后再将S2拨到位置3，则当S2拨到位置3后的一小段时间内，电压表示数应为__________V。 5．(12分)(2024·山东卷)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。 甲 乙 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I-U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； 丙 (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。 6．(12分)科技实践小组的同学们应用所学电路知识，对“一抽到底”的纸巾盒进行改装，使纸巾剩余量可视化。 同学们使用的器材有：电源(E＝1.5 V，内阻不计)、定值电阻(R0＝6 Ω)、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。 甲 乙 (1)用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻，选用“×1”倍率的电阻挡测量，若多用电表的指针如图乙所示，测量结果为______Ω。 (2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边，截取一段导线固定在挡板C，并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动，请完成图甲电路连接。 (3)不计多用电表内阻，多用电表应该把选择开关打在“mA挡”，量程为______(选填“2.5”“25”或“250”)。 (4)将以上装置调试完毕并固定好，便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度，设铅笔芯总电阻为R，总长度为L，不计多用电表内阻，则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I＝________(用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来，并进行标识，从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。 7．(14分)(1)某实验小组利用图甲电路测量量程为50 mA灵敏电流计G的内阻，实验步骤如下： 　 甲　　　　　　　　　乙 A．分别将R1和R2的阻值调至最大； B．闭合开关S1； C．调节R1，使G的指针偏转到满刻度，记下此时G1的示数I1； D．闭合开关S2； E．反复调节R1和R2，使G1的示数仍为I1，G的指针偏转到满刻度的一半，此时电阻箱读数如图乙所示。 ①灵敏电流计内阻为rg＝________Ω，与灵敏电流计内阻的真实值相比________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。 ②由于灵敏电流计G的量程太小，实验小组欲将其改装成量程为0.6 A的电流表A，需将灵敏电流计G与电阻箱R2______(选填“串联”或“并联”)，并将R2的阻值调为______Ω。 (2)实验小组经分析后又采用图丙所示的电路重新测量上述灵敏电流计G的内阻rg，将电阻箱R2调至某一阻值R0保持不变，多次移动滑动变阻器R1的触头，记录各次G1和G的读数I1和I；以I1为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图丁所示，图线的斜率为k，则灵敏电流计G的内阻rg＝________(用k、R0表示)。 　 丙　　　　　　　　　丁 8．(14分)某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”，设计实验电路图如图1所示。 图1 (1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流，R0是定值电阻，R0的主要作用是__________________________________________________。 (2)两只数字多用表分别作为电压表和电流表，电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线接入电路剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压挡粗测其电动势，多用电表的红表笔应与充电宝的__________(填“红导线”或“黑导线”)连接。 (3)图2为实物图，请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整。 图2 (4)记录被测充电宝实验时的电量百分比(开始时的电量百分比为100%)。将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关，依次减小滑动变阻器的阻值，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根据数据作出U-I图像如图3，由图像可得充电宝的电动势E＝__________V(保留两位小数)，内阻r＝__________Ω。(保留两位小数) 图3 (5)当充电宝电量为80%、60%、40%、20%、5%时重复上述实验操作，得到不同电量下各组U、I的实验数据，算出对应的电动势和内阻如下表。 电量/% 100 80 60 40 20 5 充电宝电动势/V 5.04 5.00 5.04 5.14 5.08 充电宝内阻/Ω 0.21 0.20 0.21 0.25 0.15 (6)研究表明，如果使用所测试的充电宝供电，__________(填“不必”或“需要”)考虑充电宝的电量百分比以及电流大小对输出电压的影响。 学科网（北京）股份有限公司 $