实验题专项练——技能高分练(4)
1．(2025·浙江卷)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E(4.5 V，0.5 Ω)，电压表(3 V，50 kΩ)，滑动变阻器R(A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”)，电阻箱R1(0～99 999.9 Ω)，开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选________(选填“A”或“B”)；
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
②开关S2切换到a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V；再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝______Ω(保留三位有效数字)；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
2．(2025·河南卷)实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源(频率50 Hz)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：__________(填步骤前面的序号)。
①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带
②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端
⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据
⑥关闭电源，取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为__________m/s(保留3位有效数字)。
(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2 -h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应__________(填“通过”或“不通过”)原点且斜率为__________(用重力加速度大小g表示)。由图3得直线的斜率k＝__________(保留3位有效数字)。
(4)定义单次测量的相对误差η＝×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝__________×100%(用字母k和g表示)；当地重力加速度大小g＝9.80 m/s2，则η＝__________%(保留2位有效数字)，若η<5%，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。
3．(2025·山东潍坊二模)小明同学是一名山地车骑行爱好者，为了夜间骑行安全，他网购了一个太阳能山地车尾灯(如图甲所示)。好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开，发现了可为内部一组镍氢电池组充电的光伏板。小明同学想测量该光伏板的电动势(电动势约为4 V)及其内阻，于是他从实验室借到了以下器材：
A.电压表V(量程0～3 V，内阻为3 kΩ)
B.毫安表A(量程0～100 mA，内阻很小)
C.滑动变阻器R(0～500 Ω)
D.定值电阻R1＝3 kΩ
E.定值电阻R2＝12 kΩ
F.开关、导线若干
(1)小明设计了如图乙所示的电路，为了精确测量电路电压，则与电压表串联的定值电阻为____(填“R1”或“R2”)。
(2)给光伏板一定的光照进行实验，将电压表的读数记为U，毫安表的读数记为I，通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组U、I值，根据记录的实验数据作出U-I图像如图丙所示，通过图像可得光伏板的电动势E＝________ V，图中线性段时光伏板的内阻r＝______ Ω(保留2位有效数字)。
(3)将一个50 Ω的定值电阻与光伏板串联，保持光照条件不变，则该定值电阻消耗的功率P＝______ W(结果保留2位有效数字)。
4．(2024·安徽卷)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，按图甲所示连接电路，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1 200 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的示数如图乙所示，此示数对应的改装电压表读数为________V(保留2位有效数字)。实验题专项练——技能高分练(4)
1．(2025·浙江卷)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E(4.5 V，0.5 Ω)，电压表(3 V，50 kΩ)，滑动变阻器R(A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”)，电阻箱R1(0～99 999.9 Ω)，开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选________(选填“A”或“B”)；
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
②开关S2切换到a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V；再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝______Ω(保留三位有效数字)；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
答案：(1)A (2)157 (3)见解析
解析：(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变，则滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)由电路可知
Rt＝＝ Ω≈157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变，则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变，先让S2接a，此时电压表读数为U，然后接b，读出电阻箱R1的读数和电压表读数U′，当温度改变时，调整R1，使得R1两端的电压表U′保持不变，因此可得＝，整理得Rt＝(－1)R1，可得热敏电阻Rt的值。
2．(2025·河南卷)实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源(频率50 Hz)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：__________(填步骤前面的序号)。
①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带
②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端
⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据
⑥关闭电源，取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为__________m/s(保留3位有效数字)。
(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2 -h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应__________(填“通过”或“不通过”)原点且斜率为__________(用重力加速度大小g表示)。由图3得直线的斜率k＝__________(保留3位有效数字)。
(4)定义单次测量的相对误差η＝×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝__________×100%(用字母k和g表示)；当地重力加速度大小g＝9.80 m/s2，则η＝__________%(保留2位有效数字)，若η<5%，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。
答案：(1)④①⑥⑤ (2)1.79 (3)通过 2g 18.8 (4) 4.1
解析：(1)应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带，②错误；③由mgh＝mv2可知，质量m可以约掉，故不需要称量重锤的质量；步骤④正确且为实验必需，应作为第一步；步骤⑤正确且为实验必需，处理数据应在步骤⑥之后；步骤⑥正确且为实验必需，应在步骤①后及时关闭电源、取下纸带。
故实验步骤排序为：④①⑥⑤。
(2)由题意，纸带上相邻计数点时间间隔T＝＝0.02 s，对于匀变速直线运动，中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度，故vB＝＝1.785 m/s≈1.79 m/s。
(3)若机械能守恒，由mgh＝mv2可得v2＝2gh，故理论上v2h图线应通过原点，且斜率k＝2g；
由题图3可知，斜率k＝＝18.75≈18.8。
(4)η＝×100%＝(1－)×100%；当地重力加速度大小取g＝9.80 m/s2，则η≈4.1%。
3．(2025·山东潍坊二模)小明同学是一名山地车骑行爱好者，为了夜间骑行安全，他网购了一个太阳能山地车尾灯(如图甲所示)。好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开，发现了可为内部一组镍氢电池组充电的光伏板。小明同学想测量该光伏板的电动势(电动势约为4 V)及其内阻，于是他从实验室借到了以下器材：
A.电压表V(量程0～3 V，内阻为3 kΩ)
B.毫安表A(量程0～100 mA，内阻很小)
C.滑动变阻器R(0～500 Ω)
D.定值电阻R1＝3 kΩ
E.定值电阻R2＝12 kΩ
F.开关、导线若干
(1)小明设计了如图乙所示的电路，为了精确测量电路电压，则与电压表串联的定值电阻为____(填“R1”或“R2”)。
(2)给光伏板一定的光照进行实验，将电压表的读数记为U，毫安表的读数记为I，通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组U、I值，根据记录的实验数据作出U-I图像如图丙所示，通过图像可得光伏板的电动势E＝________ V，图中线性段时光伏板的内阻r＝______ Ω(保留2位有效数字)。
(3)将一个50 Ω的定值电阻与光伏板串联，保持光照条件不变，则该定值电阻消耗的功率P＝______ W(结果保留2位有效数字)。
答案：(1)R1 (2) 4.2(4.1或4.3均可) 16(15或17均可) (3) 0.20(±0.01)
解析：(1)电压表内阻为3 kΩ，若与阻值为3 kΩ的定值电阻串联，可将电压表量程扩大一倍，可满足实验要求，故填R1。
(2)根据电路结合闭合电路的欧姆定律有E＝2U＋Ir，可得U＝E－Ir，由图可知E＝2.1，可得E＝4.2 V；由r＝ Ω≈7.89 Ω，可得r≈16 Ω。
(3)将一个50 Ω的定值电阻与光伏板串联，则该定值电阻消耗的功率为P＝()2R＝()2×50 W≈0.20 W。
4．(2024·安徽卷)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，按图甲所示连接电路，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1 200 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的示数如图乙所示，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)4 000 (3)Rg＝－R1－R2
(4)A (5)0.86
解析：(1)由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了保护电路，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端。
(2)当开关S2接b时，电压表量程为1 V，根据欧姆定律U1＝Ig(Rg＋R1)
当开关S2接a时，电压表量程为3 V，根据欧姆定律
U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)
其中R1＝1 200 Ω
联立解得R2＝4 000 Ω。
(3)当开关S2接a时，根据欧姆定律R＝可得
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，可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值，A正确。
(5)根据闭合电路欧姆定律UV＝IA(Rg＋R1)＝430×10-6×(800＋1 200)V＝0.86 V。
