专题10 电学实验(1年汇编)(全国通用)2026年高考物理真题分类汇编
2026-07-05
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3份
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55页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 恒定电流 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.27 MB |
| 发布时间 | 2026-07-05 |
| 更新时间 | 2026-07-05 |
| 作者 | 解题起点—学有法 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58638041.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦高中物理电学实验专题,整合2026年多省市高考真题,涵盖测电阻、电源电动势等核心考点,突出实验创新与实际应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|实验题(非选择)|15题(约120分)|测电阻(电桥法、棉花回潮率传感器)、电源电动势(i-t图像、新能源电池容量)、电学探究(电容充放电、变压器波形)、创新(霍尔元件测位移、电磁继电器电路)|引入平衡比较法消除误差,结合传感器与数字化实验,贴近生活应用(如蓝牙耳机电池),注重数据处理与误差分析,契合高考命题跨学科融合趋势|
内容正文:
专题10 电学实验
考点分类
2026年高考命题解读
创新考法
考点01 以测电阻为核心的实验
侧重电阻定律应用及误差分析,如铅笔芯电阻率测量中内阻影响判断。
引入平衡比较法(电桥原理)测电阻,利用交换法消除系统误差;结合传感器(棉花回潮率、压力薄膜)考查动态电阻测量。
考点02 以测电源电动势为核心的实验
传统伏安法向安阻法、图像法转变,注重数据处理能力,如图像斜率求E。
结合电容器充放电特性,利用$i-t$图像面积估算电池容量;引入新能源电池实际容量测量,贴近生活应用。
考点03 三个电学探究实验
聚焦电容、变压器基本原理验证,强调实验操作规范与现象解释。
利用手机/传感器记录电容充放电过程;结合锯齿波输入考查变压器感应电动势波形变化(微分关系);平行板电容探究中引入额外电容扣除。
考点04 电学创新
跨学科融合趋势明显,考查物理原理在新技术中的应用。
霍尔元件测微小位移,结合螺旋测微器读数与U-x线性关系;电控气动技术中电磁继电器电路设计与弹簧劲度系数测量。
考点05 其他实验
光学与热学实验数字化、精细化,强调原理理解与误差来源分析。
光传感器测双缝干涉条纹间距;激光测距仪原理探究(折射率对时间测量的影响);注射器探究气体等温变化中摩擦力修正。
考点01 以测电阻为核心的实验
1. (2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
2. (2026·山西陕西·高考真题)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器 的滑片应该置于_____端(填“ ”或“ ”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器 ,发现灵敏电流表指针向 端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大“或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、 、三个电阻不完全相同时∶
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
A.交换“”和“ 、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向 滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“ 、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
3. (2026·广东·高考真题)棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻,所用器材有:电源;微安表;定值电阻;电阻箱;开关和;导线若干。
(1)弹簧劲度系数测量。
①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。
②在弹簧上端加一个砝码,待砝码__________后读数,记录弹簧长度。
③依次增加砝码,重复步骤②。
④根据实验数据,描绘压力与弹簧压缩量的图线,图线为直线,则图线的__________表示弹簧劲度系数。
(2)棉花的电阻测量。
①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。
②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。
③闭合和,调节,使指针偏转到某一合适位置。此时的示数如图2,读数为__________Ω,记为。断开和。
④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。保持断开,闭合,发现示数变__________,将的阻值__________,使指针偏转到与步骤③相同的位置。记录的示数。断开,利用所测量的物理量,可得棉花的电阻表达式__________。
(3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。
4. (2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
5. (2026·四川·高考真题)现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器,为探究该传感器的电阻变化规律,并用其测量压力,实验小组进行了如下实验。可用器材有:
待测压力传感器(以下简称“传感器”,空载阻值约600 Ω)
直流稳压电源(输出电压)
定值电阻(阻值)
滑动变阻器(最大阻值约),滑动变阻器(最大阻值约)
电流表(量程,内阻)
砝码(质量为、、、、各2个)
开关、,导线若干
计算机
(1)为探究传感器电阻随压力的变化规律,实验小组将传感器水平放置并连接实验器材,如图1所示。
①滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。将滑动变阻器滑片P置于右端,闭合开关,将开关拨至端,调节滑片使电流表满偏,此时两端的电压为______V(结果保留3位有效数字)。
②保持滑片位置不变,将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加,记录多组电流表读数和对应的砝码质量,并绘制图像如图2所示。
③根据图像,结合图1电路分析可得,当时,传感器的阻值为________(结果保留3位有效数字)。用相同的方法处理数据,得到传感器电阻和压力的关系。
(2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时,计算机采集c、d间电压值,处理数据得到此时传感器的电阻值,再根据实验(1)得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中,c、d间电压为2.00 V,此时传感器的电阻为________,计算机显示的压力值为________。(结果均保留3位有效数字,当地重力加速度大小为)
考点02 以测电源电动势为核心的实验
1.(2026·云南·高考真题) 某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
2. (2026·河南·高考真题)某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势,图1为设计的电路原理图。实验器材有:电池(电动势,内阻不计),定值电阻、(阻值均未知),电容器,电流传感器(内阻可忽略),电压传感器(内阻很大),数据采集分析系统,开关S,导线若干等。完成下列问题:
(1)根据图1所示原理图,完成图2中实物图的连线。
(2)使电流传感器和电压传感器正常工作,闭合S,给电容器充电,直至电压传感器示数稳定。然后断开S,电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间()和电压-时间()图像,属于充电过程的是__________(填写图像对应的标号)。
A. B.
C. D.
(3)经数据采集分析系统合成,得到电容器在充放电过程中的图像,如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为,由图作直线可得__________(保留3位有效数字),其对应于__________的阻值(填“”或“”)。
(4)对充电过程MN段,设流经、的电流分别为和,则。电容器两端电压可表示为,其中斜率__________(用、表示),截距__________(用、、 表示)。由图3作直线求出和,得________V(保留3位有效数字)。
考点03 三个电学探究实验
1. (2026·江苏·高考真题)某实验小组用手机记录电容器的充放电过程。
(1)如图1所示,电容器的电容为_____F.
(2)关于电容器的电容,下列说法正确的是_____。
A. 随着放电的进行,电容器的电容会逐渐变小
B. 随着充电的进行,电容器的电容会逐渐变小
C. 无论是否充放电,电容器的电容均不变
(3)用手机记录电容器充满电后的放电过程,电路图如图2所示,则下列步骤排序应为_____。
①S接至为0
②打开手机开始拍摄,S接至为0
③关闭手机
(4)在图3中定性描绘出电容器放电过程电路中的电流随时间变化的规律。
(5)已知电磁式电流表中有铝框,上面绕有线圈,请简述这一结构的作用:__________________________________________________________________________________________________________________。
2. (2026·河北·高考真题)(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起,测力左侧固定,用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。
测力计乙的读数是__________N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是__________。(单选)
A. 两测力计的量程不同
B. 两测力计弹簧的材质不同
C. 使用测力计前未正确调零
(2)图为探究电容器充、放电实验的电路图,实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表,
①实验时将开关S接1端,可观察到电流表指针__________(填字母,“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”),同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
现将S与1端断开,但尚未与2端连接,此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好,线路连接正确,出现此现象的原因可能是____________________。
3.(2026·内蒙古辽宁·高考真题) 某同学从教材的“拓展学习”栏目中学习到平行板电容器的电容。为验证 与极板间距、正对面积 的关系,他与人工智能讨论得知,用数字式多用电表可以测量电容,测量过程中电路存在额外电容,每次应扣除额外电容,以获得电容的测量值。据此,设计并完成如下实验。
实验器材:厚度为的绝缘塑料板若干、面积均为(已知)的矩形单面覆铜板两块、数字式多用电表、螺旋测微器、绝缘重物等。
(1)用螺旋测微器测量20层塑料板的厚度。测量结果如图(a)所示,读数为__________。
(2)将两极板覆铜面相对,中间夹入10层塑料板并用重物压紧,使正对面积为,用多用电表测量电容并记录数据。断开表笔,将极板短接放电。保持正对面积为不变,每次增加2层塑料板,重复上述操作直至20层。作图线如图(b)所示,由此确定 与成正比。由图线,极板间夹15层塑料板时,电容为__________(保留至整数)。
(3)保持极板间20层塑料板不变,使两极板正对面积依次为、、、、,用重物压紧,测量电容并记录数据。作图线如图(c)所示,由此确定 与 成正比。图(c)中某次测量值明显偏离拟合直线,排除仪器故障和数据处理错误,从实验操作角度分析,写出一条可能的原因:__________。
(4)若将图(b)、图(c)改绘为、图线,两图线的斜率分别为、,则理论上__________(选填“20”“1”或“0.05”)。
4. (2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
考点04 电学创新
1. (2026·湖南·高考真题)某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。
(1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中,并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴,其示意图如图1所示;霍尔元件上的导线与外部工作电路连接,其示意图如图2所示。
(2)将电压表接在霍尔元件的_______(填“、”或“、”)两端,闭合开关,测量其霍尔电压,电压表指针如图3所示,此时电压为_______。
(3)旋转螺旋测微器的旋钮,使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处,该处磁感应强度为0,此时的螺旋测微器读数如图4所示,该读数为_______。
(4)保持电流不变,旋转螺旋测微器的旋钮,读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压,得到10组数据如下表所示。
1
11.670
9
2
11.960
16
3
12.302
25
4
12.633
35
5
12.952
42
6
13.270
48
7
13.594
57
8
13.930
67
9
14.246
74
10
14.585
81
(5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点,并作出图像。_______
(6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器,将待测物体与铜杆连接,待测物体在轴方向移动,其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为,移动后电压表示数为,根据图像,此过程中物体位移的大小为_______(保留2位小数)。
2. (2026·河北·高考真题)问题探究
某学生兴趣小组通过查阅资料了解到,利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合,遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。
(1)分析电控气动门工作原理
图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁,当开关闭合时,衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动,复位弹簧被压缩,储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________(填“左”或“右”)运动,车门打开。同时,汽缸左侧气室中的气体从气孔__________(填“S”或“R”)排出。当断开时,复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动,压缩空气推动活塞,车门关闭。
(2)探究复位弹簧的受力情况
①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据,并标在了坐标纸上,如图2所示:请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________
②根据绘制的 图像,得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm(保留两位有效数字)。
同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿,而资料显示,公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。
(3)电控气动技术的应用设计
受此启发,同学们设计了一款温室自动开窗器,电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关,温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ,而控制电路板的工作电压(5V)和电流较小,需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果:闭合时,电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移,窗户打开;断开时,电磁阀中的衔铁右移,窗户关闭。
考点05 其他实验
1. (2026·山东·高考真题)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
2. (2026·浙江·高考真题)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)以下说法正确的是________
A. 图示油膜形状是由于撒粉太少引起的
B. 按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大
C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用,测得油酸分子直径偏大
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
3. (2026·内蒙古辽宁·高考真题)如图(a),某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时,发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关,于是设计了如下验证实验。
如图(b),在白纸上描出玻璃砖的两个边 和,使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面,在光束1上靠近光源处标记点 ,在光束1与 的交点处标记点,在光束2与的交点处标记点。
移走测距仪和玻璃砖。如图(c),过点作 的垂线,连接 和,以为圆心、为半径作圆弧,与 交于 点。分别测量、 到的距离,记为和。
改变入射角多次测量,记录多组数据,计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明,测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。
回答下列问题:
(1)上述实验过程中,下列说法正确的是__________(单选)。
A. 点 只能标记在光束1上靠近光源处
B. 点只能标记在光束2与的交点处
C. 只能以为半径作圆弧
(2)处理数据时,__________(用、表示)。
(3)该同学推测,测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的,则该测距仪示数是通过__________(选填“”或“”,和分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。
(4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水(折射率为1.33)后,测量此杯深度,若测距仪的示数接近__________(保留至小数点后1位),则符合他的推测。
4. (2026·四川·高考真题)某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律,实验过程如下:
(1)如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒,用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数,计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。
(2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管,确认装置密封。
(3)用电子秤沿水平方向_______(选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞,活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数,此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数,得到多组数据。
(4)计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小,则_____(用、、、表示)。
(5)绘制图像如图2所示。实验表明:质量一定的空气,在温度保持不变的情况下,压强与体积成_______(选填“正比”或“反比”)。
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专题10 电学实验
考点分类
2026年高考命题解读
创新考法
考点01 以测电阻为核心的实验
侧重电阻定律应用及误差分析,如铅笔芯电阻率测量中内阻影响判断。
引入平衡比较法(电桥原理)测电阻,利用交换法消除系统误差;结合传感器(棉花回潮率、压力薄膜)考查动态电阻测量。
考点02 以测电源电动势为核心的实验
传统伏安法向安阻法、图像法转变,注重数据处理能力,如图像斜率求E。
结合电容器充放电特性,利用$i-t$图像面积估算电池容量;引入新能源电池实际容量测量,贴近生活应用。
考点03 三个电学探究实验
聚焦电容、变压器基本原理验证,强调实验操作规范与现象解释。
利用手机/传感器记录电容充放电过程;结合锯齿波输入考查变压器感应电动势波形变化(微分关系);平行板电容探究中引入额外电容扣除。
考点04 电学创新
跨学科融合趋势明显,考查物理原理在新技术中的应用。
霍尔元件测微小位移,结合螺旋测微器读数与U-x线性关系;电控气动技术中电磁继电器电路设计与弹簧劲度系数测量。
考点05 其他实验
光学与热学实验数字化、精细化,强调原理理解与误差来源分析。
光传感器测双缝干涉条纹间距;激光测距仪原理探究(折射率对时间测量的影响);注射器探究气体等温变化中摩擦力修正。
考点01 以测电阻为核心的实验
1. (2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【解析】
【小问1详解】
读数为
【小问2详解】
根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
【小问3详解】
根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
【小问4详解】
干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
2. (2026·山西陕西·高考真题)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器 的滑片应该置于_____端(填“ ”或“ ”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器 ,发现灵敏电流表指针向 端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大“或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、 、三个电阻不完全相同时∶
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
A.交换“”和“ 、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向 滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“ 、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
【答案】(1) ①. D ②. 增大 ③. 423
(2) ①. A ②.
【解析】
【小问1详解】
①[1]为了保护灵敏电流表G,闭合开关前,应使测量电路(电桥)两端的电压最小,故滑片应置于D端。
②[2]由题意可知,电流从A端流入时指针向A端偏转。图乙中G指针向B端偏转,说明B端电势高。要使G指零,需增大或减小。根据电路图可知,增大可使分压减小,升高,故应调节电阻箱使阻值增大。
③[3]图乙为电桥电路,平衡时满足
已知a、b、c为三个完全相同的电阻,代入平衡条件解得
【小问2详解】
①[1]当a、b、c不完全相同时,为了消除电阻阻值不准确带来的系统误差,可采用交换法。即交换比例臂电阻的位置。原平衡条件为
交换a和b、c的位置后,新平衡条件为
两式相乘可消去和,解得
故选A。
②[2]由上述分析可知
3. (2026·广东·高考真题)棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻,所用器材有:电源;微安表;定值电阻;电阻箱;开关和;导线若干。
(1)弹簧劲度系数测量。
①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。
②在弹簧上端加一个砝码,待砝码__________后读数,记录弹簧长度。
③依次增加砝码,重复步骤②。
④根据实验数据,描绘压力与弹簧压缩量的图线,图线为直线,则图线的__________表示弹簧劲度系数。
(2)棉花的电阻测量。
①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。
②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。
③闭合和,调节,使指针偏转到某一合适位置。此时的示数如图2,读数为__________Ω,记为。断开和。
④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。保持断开,闭合,发现示数变__________,将的阻值__________,使指针偏转到与步骤③相同的位置。记录的示数。断开,利用所测量的物理量,可得棉花的电阻表达式__________。
(3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。
【答案】(1) ①. 平衡稳定(或静止,表述合理即可) ②. 斜率
(2) ①. ②. 小 ③. 调小 ④.
【解析】
【详解】
[1]添加砝码后,需要等待砝码平衡稳定后再读数,才能保证弹簧弹力等于砝码重力,得到准确的弹簧长度。
[2]根据胡克定律 ,因此图线的斜率等于劲度系数。
【详解】
[1]电阻箱读数为各转盘读数乘倍率之和:
[2]断开,串联接入电路,总电阻增大,因此电流减小,微安表示数变小。
[3]要让电流回到原来的数值,需要总电阻和原来相等,因此需要调小电阻箱的阻值,使总电阻回到原来大小。
[4]等效后满足
整理得棉花电阻
4. (2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
【答案】(1) (2) ①. 36.2 ②. 36.2
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可得实物连接图如图所示
【小问2详解】
由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律
解得
代入电压表的读数可得
【小问3详解】
三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
【小问4详解】
若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
5. (2026·四川·高考真题)现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器,为探究该传感器的电阻变化规律,并用其测量压力,实验小组进行了如下实验。可用器材有:
待测压力传感器(以下简称“传感器”,空载阻值约600 Ω)
直流稳压电源(输出电压)
定值电阻(阻值)
滑动变阻器(最大阻值约),滑动变阻器(最大阻值约)
电流表(量程,内阻)
砝码(质量为、、、、各2个)
开关、,导线若干
计算机
(1)为探究传感器电阻随压力的变化规律,实验小组将传感器水平放置并连接实验器材,如图1所示。
①滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。将滑动变阻器滑片P置于右端,闭合开关,将开关拨至端,调节滑片使电流表满偏,此时两端的电压为______V(结果保留3位有效数字)。
②保持滑片位置不变,将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加,记录多组电流表读数和对应的砝码质量,并绘制图像如图2所示。
③根据图像,结合图1电路分析可得,当时,传感器的阻值为________(结果保留3位有效数字)。用相同的方法处理数据,得到传感器电阻和压力的关系。
(2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时,计算机采集c、d间电压值,处理数据得到此时传感器的电阻值,再根据实验(1)得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中,c、d间电压为2.00 V,此时传感器的电阻为________,计算机显示的压力值为________。(结果均保留3位有效数字,当地重力加速度大小为)
【答案】(1) ①. ②. 2.40 ③. 93.8
(2) ①. 160 ②. 1.62##1.63##1.61
【解析】
【小问1详解】
①[1]根据实验原理可知,用滑动变阻器与传感器并联,认为压力传感器阻值的变化不影响并联部分电路两端的电压,所以需要滑动变阻器的阻值远小于压力传感器的阻值,所以滑动变阻器应选用最大阻值小的;
[2]电流表满偏的电流为30mA,此时两端的电压为
则并联部分电路两端的电压
③[3]当时,电流为,则传感器的阻值为
【小问2详解】
[1]流过传感器的电流
此时传感器的阻值为
[2]当时,电流
对比图2可知砝码的质量为,则计算机显示的压力值为
考点02 以测电源电动势为核心的实验
1.(2026·云南·高考真题) 某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. A2 ②. ③. 4.0
(2) ①. 3.6 ②. 73
【解析】
【小问1详解】
①由于电池允许的最大放电电流为80mA,为了减小测量误差应该选择电流表A2;
②根据上述器材,因为只有电流表和电阻箱,故采用安阻法测量,实验电路如图所示
③根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得,所以在图像中图线的斜率即为,所以根据图像有
即E=4.0V
【小问2详解】
[1][2]根据图(b)乙可知在120min时,电池输出电压约为3.6V,120min时的输出电流约为34mA,此后不能正常工作;其中120min=2h;
根据i—t图像围成的面积表示电量,对i-t图线做近似处理如图可知
2. (2026·河南·高考真题)某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势,图1为设计的电路原理图。实验器材有:电池(电动势,内阻不计),定值电阻、(阻值均未知),电容器,电流传感器(内阻可忽略),电压传感器(内阻很大),数据采集分析系统,开关S,导线若干等。完成下列问题:
(1)根据图1所示原理图,完成图2中实物图的连线。
(2)使电流传感器和电压传感器正常工作,闭合S,给电容器充电,直至电压传感器示数稳定。然后断开S,电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间()和电压-时间()图像,属于充电过程的是__________(填写图像对应的标号)。
A. B.
C. D.
(3)经数据采集分析系统合成,得到电容器在充放电过程中的图像,如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为,由图作直线可得__________(保留3位有效数字),其对应于__________的阻值(填“”或“”)。
(4)对充电过程MN段,设流经、的电流分别为和,则。电容器两端电压可表示为,其中斜率__________(用、表示),截距__________(用、、 表示)。由图3作直线求出和,得________V(保留3位有效数字)。
【答案】(1) (2)AD
(3) ①. 10.0 ②.
(4) ①. ②. ③. 3.55
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可知实物连接图如图所示
【小问2详解】
AB.充电电流初始最大,逐渐衰减到0(方向为正),故A正确,B错误;
CD.电容器电压从0逐渐升高,最终稳定在最终稳定在两端的分压值,故C错误,D正确。
故选AD。
【小问3详解】
[1][2]根据题图可得斜率的绝对值
放电时,电容器仅通过放电,即其对应于的阻值。
【小问4详解】
[1][2]充电时,有
又,
联立可得
与对比可知,
[3]根据题图可得,
解得
考点03 三个电学探究实验
1. (2026·江苏·高考真题)某实验小组用手机记录电容器的充放电过程。
(1)如图1所示,电容器的电容为_____F.
(2)关于电容器的电容,下列说法正确的是_____。
A. 随着放电的进行,电容器的电容会逐渐变小
B. 随着充电的进行,电容器的电容会逐渐变小
C. 无论是否充放电,电容器的电容均不变
(3)用手机记录电容器充满电后的放电过程,电路图如图2所示,则下列步骤排序应为_____。
①S接至为0
②打开手机开始拍摄,S接至为0
③关闭手机
(4)在图3中定性描绘出电容器放电过程电路中的电流随时间变化的规律。
(5)已知电磁式电流表中有铝框,上面绕有线圈,请简述这一结构的作用:__________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1) (2)C
(3)②①③ (4)
(5)铝框转动时会产生感应电流,感应电流的安培力产生电磁阻尼,阻碍指针摆动,使指针快速稳定,便于读数
【解析】
【小问1详解】
根据题图可知电容器的电容为
【小问2详解】
电容是电容器本身的固有属性,由电容器自身结构(极板正对面积、极板间距、电介质)决定,与是否充放电、带电量、极板间电压无关,因此无论是否充放电,电容均不变。
故选C。
【小问3详解】
实验目的是记录充满电后的放电过程,步骤为:先对电容器充电,开关接a到充电回路,充电至电流为0(电容充满电),打开手机准备记录,再将开关切换到b接入放电回路开始放电,放电至电流为0(电容放完电),放电完成后关闭手机,对应步骤排序为②①③。
【小问4详解】
电容器放电时,初始电流最大,随时间推移,极板电荷量减少,电压降低,电流逐渐减小,最终电流为0,且电流减小速率越来越慢,如图所示
【小问5详解】
铝框是导体,指针摆动带动铝框转动,切割磁感线产生感应电流,根据楞次定律,安培力会阻碍铝框的相对运动,即电磁阻尼,能让指针快速停止摆动,方便读数。
2. (2026·河北·高考真题)(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起,测力左侧固定,用手向右缓慢拉测力计乙。拉至某位置时两测力计示数如图所示。
测力计乙的读数是__________N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是__________。(单选)
A. 两测力计的量程不同
B. 两测力计弹簧的材质不同
C. 使用测力计前未正确调零
(2)图为探究电容器充、放电实验的电路图,实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表,
①实验时将开关S接1端,可观察到电流表指针__________(填字母,“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”),同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
现将S与1端断开,但尚未与2端连接,此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好,线路连接正确,出现此现象的原因可能是____________________。
【答案】(1) ①. 2.0 ②. C
(2) ①. B ②. 开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路,电压表内阻为几千欧姆,比较大,因此放电电流比较小,电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小,直至最终放电结束,电容器带电荷量变为0,电压表示数减为0
【解析】
【小问1详解】
①由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,需要读到同分位,因此读数为2.0N。
②探究作用力和反作用力的关系实验中,根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是大小相等,,量程和弹簧测力计弹簧的材质都不影响其示数的准确性,两个测力计示数总是明显不同原因可能是测力计未正确调零。
故选C。
【小问2详解】
①电容器充电过程中,开关闭合时充电电流瞬间达到较大的值,然后又逐渐减小,充电完成时,电流为0,因此观察到的现象是电流表指针迅速偏转到某位置后往回偏转。
故选B。
②观察题图可以发现,开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路,电压表内阻为几千欧姆,比较大,因此放电电流比较小,电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小,直至最终放电结束,电容器带电荷量变为0,电压表示数减为0。
3.(2026·内蒙古辽宁·高考真题) 某同学从教材的“拓展学习”栏目中学习到平行板电容器的电容。为验证 与极板间距、正对面积 的关系,他与人工智能讨论得知,用数字式多用电表可以测量电容,测量过程中电路存在额外电容,每次应扣除额外电容,以获得电容的测量值。据此,设计并完成如下实验。
实验器材:厚度为的绝缘塑料板若干、面积均为(已知)的矩形单面覆铜板两块、数字式多用电表、螺旋测微器、绝缘重物等。
(1)用螺旋测微器测量20层塑料板的厚度。测量结果如图(a)所示,读数为__________。
(2)将两极板覆铜面相对,中间夹入10层塑料板并用重物压紧,使正对面积为,用多用电表测量电容并记录数据。断开表笔,将极板短接放电。保持正对面积为不变,每次增加2层塑料板,重复上述操作直至20层。作图线如图(b)所示,由此确定 与成正比。由图线,极板间夹15层塑料板时,电容为__________(保留至整数)。
(3)保持极板间20层塑料板不变,使两极板正对面积依次为、、、、,用重物压紧,测量电容并记录数据。作图线如图(c)所示,由此确定 与 成正比。图(c)中某次测量值明显偏离拟合直线,排除仪器故障和数据处理错误,从实验操作角度分析,写出一条可能的原因:__________。
(4)若将图(b)、图(c)改绘为、图线,两图线的斜率分别为、,则理论上__________(选填“20”“1”或“0.05”)。
【答案】(1)1.804##1.803##1.805
(2)157##156##158
(3)塑料板没有压紧##正对面积取值偏大
(4)20
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
当极板间夹15层塑料板时
结合题图可得电容约为。
【小问3详解】
根据题图可知测量值明显偏离拟合直线,电容的测量值偏小,根据可知出现的原因是塑料板没有压紧或正对面积取值偏大。
【小问4详解】
根据平行板电容公式
对图线有
对图线有
则,
可得
4. (2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
【答案】(1)34##34.0 (2)AD (3)C
【解析】
【小问1详解】
从图2可知,多用电表选择开关置于电阻×10挡位,图3中指针指向3.4,所以测得阻值为R=3.4×10=34Ω。
【小问2详解】
AB.根据变压器电压与匝数的关系,匝数多的线圈电压高;因为变压器由漏磁等损失,又因为,所以n1对应副线圈,故A正确,B错误。
C.变压器的工作原理是电磁感应,需要交流电源,不能用直流电源,C错误。
D.变压器输出的是交流电,测量其电压时,多用电表选择开关应调至交流电压挡,D正确。
故选AD。
【小问3详解】
由题意可知下层线圈输入的是锯齿波电压,它的变化率(斜率)在每个周期内是恒定的;根据电磁感应原理可知上层线圈的感应电动势,与磁通量的变化率成正比,也就是与输入电压的变化率成正比;输入电压的斜率恒定,所以感应电动势的大小也恒定,对应的波形是方波。故选C。
考点04 电学创新
1. (2026·湖南·高考真题)某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。
(1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中,并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴,其示意图如图1所示;霍尔元件上的导线与外部工作电路连接,其示意图如图2所示。
(2)将电压表接在霍尔元件的_______(填“、”或“、”)两端,闭合开关,测量其霍尔电压,电压表指针如图3所示,此时电压为_______。
(3)旋转螺旋测微器的旋钮,使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处,该处磁感应强度为0,此时的螺旋测微器读数如图4所示,该读数为_______。
(4)保持电流不变,旋转螺旋测微器的旋钮,读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压,得到10组数据如下表所示。
1
11.670
9
2
11.960
16
3
12.302
25
4
12.633
35
5
12.952
42
6
13.270
48
7
13.594
57
8
13.930
67
9
14.246
74
10
14.585
81
(5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点,并作出图像。_______
(6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器,将待测物体与铜杆连接,待测物体在轴方向移动,其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为,移动后电压表示数为,根据图像,此过程中物体位移的大小为_______(保留2位小数)。
【答案】 ①. 、 ②. 50 ③. #### ④. ⑤.
【解析】
【详解】(2)[1]由霍尔效应原理可知,霍尔电压会出现在垂直电流和磁场方向上,结合图2可知,将电压表接在霍尔元件的、两端。
[2]由图3可知,电压表的最小刻度为,则此时电压为。
(3)[3]图4中螺旋测微器读数为。
(5)[4]根据表格中数据,在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点,并作出图像,如图所示
(6)根据图像可知,电压表示数为时,有,移动后电压表示数为时,有,则此过程中物体位移的大小为。
2. (2026·河北·高考真题)问题探究
某学生兴趣小组通过查阅资料了解到,利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合,遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。
(1)分析电控气动门工作原理
图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁,当开关闭合时,衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动,复位弹簧被压缩,储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________(填“左”或“右”)运动,车门打开。同时,汽缸左侧气室中的气体从气孔__________(填“S”或“R”)排出。当断开时,复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动,压缩空气推动活塞,车门关闭。
(2)探究复位弹簧的受力情况
①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据,并标在了坐标纸上,如图2所示:请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________
②根据绘制的 图像,得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm(保留两位有效数字)。
同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿,而资料显示,公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。
(3)电控气动技术的应用设计
受此启发,同学们设计了一款温室自动开窗器,电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关,温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ,而控制电路板的工作电压(5V)和电流较小,需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果:闭合时,电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移,窗户打开;断开时,电磁阀中的衔铁右移,窗户关闭。
【答案】(1) ①. 左 ②. R
(2) ①. ②. 0.22
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]结合题意可知,右侧气室充入气体,若体积不变,气体压强将会增大,推动活塞向左运动;
[2]由题图1可以看出,左侧气室出气孔与R相连,则气体从R排出。
【小问2详解】
[1]作图时要注意到图线要通过尽可能多的点要画出直线,不在直线上的点应该均匀分布在直线的两侧, 图像如图所示
[2]根据 可知 图像的斜率即为劲度系数,得
【小问3详解】
S2闭合时,电磁继电器的线圈内有了电流,会使与3和2相连的两个触点接触,并使K、J连通,右侧电磁阀电路形成闭合回路,衔铁左移,窗户打开;S2断开时,电磁继电器的线圈内失去电流,与3和2相连的两个触点分开,导致K、J部分是断路状态,电磁阀部分的衔铁在复位弹簧作用下右移、窗户关闭,连线情况如图所示
考点05 其他实验
1. (2026·山东·高考真题)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
【答案】(1)亮度高 (2)31.25(31.23~31.27)
(3)0.40 (4) ①. ②. 可见光
【解析】
【小问1详解】
激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,如果直接射入眼睛会对眼睛造成不可逆转的伤害。
【小问2详解】
根据题图甲可知,双缝所在位置为
光传感器所在的位置为
因此双缝到光传感器的距离
【小问3详解】
根据题图乙可知,区域有6个条纹间距,则条纹间距
【小问4详解】
[1]根据双缝干涉条纹间距公式
得
[2]波长在可见光波段,因此此波长的光为电磁波中的可见光。
2. (2026·浙江·高考真题)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)以下说法正确的是________
A. 图示油膜形状是由于撒粉太少引起的
B. 按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大
C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用,测得油酸分子直径偏大
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
【答案】(1)B (2)
【解析】
【小问1详解】
A.撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力,可能扩散得过大甚至溢出,或者边界模糊不清;而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状,通常是撒粉太多或不均匀,导致油膜在局部被阻挡,无法均匀铺展,从而形成这种不规则形状,故A错误;
B.按图示油膜面积计算时,测量的面积比实际油膜的面积会更小,根据
可知测得油酸分子直径偏大,故B正确;
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,因为酒精的挥发,在溶液中的油酸浓度会偏大,油酸的体积会偏大,但实际计算时仍按原来的浓度计算,则计算所用的油酸体积偏小,根据
可知测得油酸分子直径偏小,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
多于半格不足整格的按整格计算,故总的格子数为,则总面积为
则油酸分子直径为
3. (2026·内蒙古辽宁·高考真题)如图(a),某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时,发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关,于是设计了如下验证实验。
如图(b),在白纸上描出玻璃砖的两个边 和,使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面,在光束1上靠近光源处标记点 ,在光束1与 的交点处标记点,在光束2与的交点处标记点。
移走测距仪和玻璃砖。如图(c),过点作 的垂线,连接 和,以为圆心、为半径作圆弧,与 交于 点。分别测量、 到的距离,记为和。
改变入射角多次测量,记录多组数据,计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明,测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。
回答下列问题:
(1)上述实验过程中,下列说法正确的是__________(单选)。
A. 点 只能标记在光束1上靠近光源处
B. 点只能标记在光束2与的交点处
C. 只能以为半径作圆弧
(2)处理数据时,__________(用、表示)。
(3)该同学推测,测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的,则该测距仪示数是通过__________(选填“”或“”,和分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。
(4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水(折射率为1.33)后,测量此杯深度,若测距仪的示数接近__________(保留至小数点后1位),则符合他的推测。
【答案】(1)B (2)
(3)
(4)21.3
【解析】
【小问1详解】
AB.实验中标记点 和点是为了确定入射光线和折射光线的方向,点 的位置可以选取入射光线上的任意位置,光线在玻璃砖中发生折射,玻璃砖上不能标记,只能标记光从玻璃砖中射出的点,故A错误,B正确;
C.作圆弧时,半径的长度可以任意选择,再用几何关系得出入射角和折射角的正弦值的表达式即可,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
根据题图可得入射角正弦值的表达式为,折射角的表示为,则折射率为
【小问3详解】
测距仪默认激光在真空中的速度c计算距离,激光往返,因此示数按计算。
【小问4详解】
设实际深度为
水的折射率
激光往返时间
其中
测距仪示数
联立可得
即测距仪的示数接近,则符合他的推测。
4. (2026·四川·高考真题)某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律,实验过程如下:
(1)如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒,用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数,计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。
(2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管,确认装置密封。
(3)用电子秤沿水平方向_______(选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞,活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数,此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数,得到多组数据。
(4)计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小,则_____(用、、、表示)。
(5)绘制图像如图2所示。实验表明:质量一定的空气,在温度保持不变的情况下,压强与体积成_______(选填“正比”或“反比”)。
【答案】 ①. 缓慢 ②. ③. 反比
【解析】
【详解】(3)[1]为了保持气体的温度不变,应该用电子秤沿水平方向缓慢拉动活塞;
(4)[2]以活塞为研究对象,根据平衡条件有
可得针筒内空气柱压强
(5)[3]根据
可得
由图可知图像斜率不变,即与成正比,则压强与体积成反比。
试卷第1页,共3页
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专题10电学实验
答案版
考点01以测电阻为核心的实验
1.(1)0.500
πUd2
(2)4IL
(3)6.4x106
(4)无
2.(1)
①.D
②.增大
③.423
(2)
①.A
②.VRR
3.(1)①平衡稳定(或静止,表述合理即可)
②.斜率
(2)①.29000.0
②.小
③调小④.R-R
R
(1)
(2)
①.36.2
②.36.2
E
(3)R2
U RoRVI
(4)RyU2-(Ro+RU
1/5
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(1)
①.R
②.2.40
③.93.8
(2)
①.160
②.1.62#1.63#1.61
考点02以测电源电动势为核心的实验
R
1.(1)
①.A2
②.
③.4.0
(2)
①.3.6
②.73
接计算机
R
电流传感器
2.
(1)
E
R,
(2)AD
电压传感器
(3)
①.10.0
②
RR
ER
(4)
①
R+R
②.R+R2
③.3.55
考点03三个电学探究实验
1.(1)1x103
(2)C
(3)②①③
(4)
(5)铝框转动时会产生感应电流,感应电流的安培力产生电磁阻尼,阻碍指针摆动,使指针快速稳定,
便于读数
215
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2.(1)
①.2.0
②.C
(2)
①.B
②.开关断开时电容器相当于和电压表形成了闭合回路,电压表内阻为几千欧姆,比
较大,因此放电电流比较小,电容器放电的过程中其两端电压逐渐减小,直至最终放电结束,电容器带电
荷量变为0,电压表示数减为0
3.(1)1.804#1.803#1.805
(2)157#156#158
(3)塑料板没有压紧#正对面积取值偏大
(4)20
4.
(1)34#34.0
(2)AD
(3)C
考点04电学创新
①·c、d
②·50
③.11.350#11.349#11.351
④
个z/mm
15
4
13
⑤
12
11
10
20
40
60
80
100 U/mV
1.55
2.(1)
①.左
②.R
3/5
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3.0
(2)
①
②.0.22
1.0
0.5
x/mm
024681012
固定铁芯线圈复位弹簧
温度传感器
电磁继电器
(3)
控制
衔铁
电路板
电磁阀
-5V
924V
考点05其他实验
1.
(1)亮度高
(2)31.25(31.2331.27)
d
(3)0.40
(4)
①.1
②.可见光
V
2.(1)B
(2)(N+N2)S
Xp
3.(1)B
(2)xw
(4)21.3
4.
①.缓慢
③.反比
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