专题14 电学实验 题组4-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

1.(2025·山东卷)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器T1、T2； 电阻箱R； 灯泡L(额定电压为6 V)； 交流电流表A1、A2、A3，交流电压表V1、V2； 开关S1、S2，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为12 V，闭合S1，调节电阻箱阻值，使V1示数为6.00 V，此时A1(量程为250 mA)示数如图乙所示，为________mA，学生电源的输出功率为________W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合S2。调节T1、T2，使V2示数为6.00 V，此时A2示数为20 mA，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 (3)A3示数为125 mA，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了______ W。 2.(2025·安徽卷)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V，内阻r未知)，电流表G(表头)的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 (1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1 、S2，此时欧姆表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔______，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向______(选填“0”或“∞”)刻度位置。 (2)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向题图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为________ Ω。 (3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值(9999 Ω)接在两表笔间，接着闭合S1、断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228 Ω时，指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA)；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)。由测量数据计算出电源电动势为________ V。(结果保留2位有效数字) 3.(2024·河北卷)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(0～20 V)、数字电流表(0～20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(0～50 kΩ)、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“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2)。由此判断M端为二极管的________ (选填“正极”或“负极”)。 图1 图2 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 图3 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L1、L2和L3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“A”“B”“C”或“D”)。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而________(选填“增大”或“减小”)。 图4 (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b、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________(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。 图5 4.(2023·浙江卷)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中 (1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到________(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________ V。 (2)测得的7组数据已标在如图3所示U­I 坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________ V和内阻r＝________ Ω。(计算结果均保留两位小数) 图3 5.(2022·广东卷)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。 (2)导电绳拉伸后的长度L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L。 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S1，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I1。 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U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。 ④断开S1，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(c)是根据部分实验数据描绘的RxL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1.33 kΩ，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。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14　题组四 1.解析　(1)根据题图乙可知电流表的分度值为5 mA，故读数为200 mA 学生电源的输出功率 P1＝U1I1＝12×200×10－3W＝2.4 W。 (2)电阻箱阻值不变，由P＝I2R可知低压输电时电阻箱消耗的功率与高压输电时电阻箱消耗的功率之比为＝＝100，即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 (3)A3示数为125 mA时，学生电源的输出功率 P4＝U1I3＝12×125×10－3W＝1.5 W 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 ΔP＝P1－P4＝2.4 W－1.5 W＝0.9 W。 答案　(1)200　2.4　(2)100　(3)0.9 2.解析　(1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1、S2，此时欧姆表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向0刻度位置。 (2)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的×10挡； 进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向题图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为16×10 Ω＝160 Ω。 (3)根据闭合电路欧姆定律E＝I1(r＋Rg＋R阻)，E＝I2(r＋Rg＋R阻′) 代入数据I1＝10 mA，I2＝20 mA 联立可得r＝7 Ω，E＝2.8 V。 答案　(1)短接　0　(2)×10　160　(3)2.8 3.解析　 (1)使用多用电表时，通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”，使用多用电表的欧姆挡时，当黑表笔与M端接触、红表笔与N端接触时，若有电流，则二极管中电流方向为M→N，而由题图2可知此时多用电表指针位于a位置，即此时二极管电阻无穷大，由二极管的单向导电性可知，此时二极管所接电压为反向电压，则M端为二极管的负极。 (2)①由于要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始，则滑动变阻器应采用分压式接法，L1、L2的另一端应接A接线柱，L3另一端应接C(或D)接线柱。 ②IU图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数表示光敏电阻的阻值，由题图4可知，光照增强时，光敏电阻的阻值减小，即光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。 (3)三极管未导通时，RG与R1串联。随着光强增强，RG电阻减小，此时三极管仍未导通，说明R1分压小，故需要增大R1。 答案　(1)负极　(2)①A　A　C(或D)　②减小　(3)增大 4.解析　(1)电压表测量的电压应为滑动变阻器接入电路中电阻丝两端的电阻，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处； 干电池电动势约为1.5 V，电压表选择0～3 V量程，分度值为0.1 V，题图中电压表读数为1.20 V。 (2)作出U-I如图所示 根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir 可知U-I图像纵轴截距为电源电动势 可得E＝1.50 V UI图像斜率的绝对值等于电源内阻 r＝Ω＝1.04 Ω。 答案　(1)B　1.20　(2)1.50　1.04 5.解析　(2)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。 加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2－I1，因此导电绳的电阻 Rx＝。 (3)在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 (4)由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm。 答案　(2)③变小　　(3)无　(4)51.80 学科网（北京）股份有限公司 $