2023年高考物理全国甲卷真题变式·分层精准练：第9题

更新时间：2023-06-13 浏览次数：60 类型：二轮复习

一、原题

1. (2023·全国甲卷) 某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω，实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
1. （1）实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图()(填“a”或“b")。
2. （2）若选择另一个电路图进行实验，在图（c）上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
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二、基础

2. (2020高二下·凉山州期末) 有一个小电珠上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的 $\text{[math]}$ 图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0~5V，内阻 $\text{[math]}$ ）

B．电压表（0~15V，内阻 $\text{[math]}$ ）

C．电流表（0~3A，内阻 $\text{[math]}$ ）

D．电流表（0~0.6A，内阻 $\text{[math]}$ ）

E．滑动变阻器（ $\text{[math]}$ ，2A）

F．滑动变阻器（ $\text{[math]}$ ，1A）

G．学生电源（直流6V）、开关、导线若干
1. （1）实验中所用电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用（用序号字母表示）。
2. （2）实验中要求灯泡电压从零开始调节，用笔画线代替导线连接实物电路图。
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3. (2020高二下·浙江期末) 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
1. （1）如图甲是小吴同学的实验电路，请指出接线错误的导线：（填序号）；
2. （2）正确连线后的某次测量中，电压表接线及指针位置如图乙所示，其示数为V；
3. （3）根据实验数据所作的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示。当电压表为第(2)问中示数时，由图像可知，小灯泡的电阻为 $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）。
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4. (2019高二上·黑龙江期中) 有一灯泡上标有“6 V 0.1 A”字样，现要测绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ)

B．电压表(0～10 V，内阻3.0 kΩ)

C．电流表(0～0.3 A，内阻2.0 Ω)

D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)

E．滑动变阻器(30 Ω，2 A)

F．滑动变阻器(100 Ω，0.5 A)

G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等
1. （1）实验中所用的电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选．
2. （2）画出实验电路图，要求电压从零开始测量．
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5. (2018高一下·金华期末) 某物理兴趣小组做“探究小灯泡伏安特性曲线”实验，选择了如图所示的电路图测量了多组小灯泡工作时的电压和电流值。
1. （1）请根据该电路图完成图中的实物图连线。
2. （2）经过实验，得到下表数据，请在坐标纸上画出本次实验的 $\text{[math]}$ 图线。
  $\text{[math]}$
  0
  0.19
  0.30
  0.50
  0.40
  0.44
  0.48
  $\text{[math]}$
  0
  0.5
  1.0
  1.5
  2.0
  3.0
  4.0
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6. (2018高二上·通渭期末) 在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0开始变化；
1. （1）实验中滑动变阻器应采用接法(填“分压”或“限流”)．
2. （2）某同学已连接如图所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的两个不当之处，并说明如何改正．
  A；
  
  B；
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三、巩固

7. (2023高二上·绵阳期末) 某课外兴趣小组要描绘一个标有“ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ”的小灯泡的伏安特性曲线。供选择的实验器材：直流电源 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻不计），电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ），电压表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ），开关和导线若干，滑动变阻器 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ），滑动变阻器 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ），定值电阻 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 。
1. （1）在方框中画出实验电路图，并在电路图上标写所选器材的符号。
2. （2）该实验小组同学正确操作后，将电流表和电压表所读的数据在 $\text{[math]}$ 坐标系中描点连线，得到的 $\text{[math]}$ 曲线如图所示。根据图像，当流过电流表的电流为 $\text{[math]}$ 时，小灯泡的电阻为 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）；流过小灯泡电流为 $\text{[math]}$ 时的电阻（选填“大于”或“小于”或“等于”）电流为 $\text{[math]}$ 时的电阻。
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8. (2023高二上·汉中期末) 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：
小灯泡L，“3.8V、0.3A”

电压表V，量程0～5V，内阻5kΩ

电流表 $\text{[math]}$ ，量程0～100mA，内阻4Ω

电流表 $\text{[math]}$ ，量程0～500mA，内阻0.4Ω

滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，最大阻值100Ω，额定电流0.5A

滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

直流电源E ，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω
1. （1）在上述器材中，滑动变阻器应选，电流表应选；
2. （2）根据电路图补全实物图连线。
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9. (2023高二上·内江期末) 为描绘“2.5V 0.5A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供有：
A．电源（电动势6.0V，内阻不计）；

B．滑动变阻器（总电阻20Ω）

C．电压表V(有3V，15V两个量程）；

D．电流表A(有0.6A，3A两个量程）；

E.待测小灯泡；

F.开关一个、导线若于，则；
1. （1）根据教材在虚线方框内画出实验电路图（其中，部分电路已画出）。
2. （2）为了较为准确地测量数据描绘出图线，电压表应选择的量程是V，电流表应选择的量程是A。
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10. (2022高二上·云南月考) “南风”实验小组在进行“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验时，选取了“3.8V 0.3A”的小灯泡。
1. （1）实验小组的同学选取了合适的实验器材进行实验，部分实验电路已连接，如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整。
2. （2）实验小组的同学正确连接电路。记录多组数据，在图乙中绘制出了该小灯泡的 $\text{[math]}$ 图像。与实验用的小灯泡相对应的伏安特性曲线是图乙中的图线（填“a”、“b”或“c”）。
3. （3）当通过小灯泡的电流为200mA时，小灯泡灯丝的阻值约为Ω。（结果保留一位小数）
4. （4）实验小组的同学发现用多用电表测得的小灯泡的阻值与用伏安法测得的小灯泡在额定电压下的阻值相差较大，对这一结果，下列解释合理的是___________。
  
  A . 多用电表只能粗测阻值，测出的阻值很不准确 B . 伏安法测电阻时电压表的分流作用，使得两种结果相差较大 C . 多用电表测的是常温下的阻值，而小灯泡在额定电压下发光时温度较高、阻值较大
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11. (2022高二上·滨州期中) 某实验小组描绘小灯泡的 $\text{[math]}$ 图线来研究小灯泡的电阻随电压的变化规律。所用的实验器材如下：
A．小灯泡（额定电压 $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ）；

B．电压表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ；量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）；

C．电流表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ；量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）；

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ ；

E．蓄电池（电动势 $\text{[math]}$ ，内阻不计）；

F．开关一个、导线若干。
1. （1）请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整；
2. （2）该实验小组得出小灯泡 $\text{[math]}$ 特性图线如图乙所示。由图可知，随着小灯泡两端电压增大，小灯泡的电阻（填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡灯丝的电阻率（填“增大”“不变”或“减小”）；
3. （3）若将此小灯泡直接接在电动势为 $\text{[math]}$ 、内阻为 $\text{[math]}$ 的电源两端组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为W，小灯泡的电阻为 $\text{[math]}$ 。（均保留2位有效数字）
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四、提升

12. (2022高三上·大连期中) 某同学在实验室先后完成下面两个实验：
①测定一节干电池的电动势和内电阻；
②描绘小灯泡的伏安特性曲线．
1. （1）用①实验测量得到数据作出U-I图线如图中a线，实验测得干电池电动势为V，内电阻为Ω．
2. （2）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在给定的四个电路图(图甲)和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是，滑动变阻器应选取．
  E.总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
  F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
  G.总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器
3. （3）将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为W．
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13. (2021高三上·洛南月考) 某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至档进行测量．（填选项前的字母）

A．直流电压10V B．直流电流5mA

C．欧姆× 100 D．欧姆× 1

②该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．

Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最端；（填“左”或“右”）

Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是点至点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）

Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而．（填“不变”、“增大”或“减小”）

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14. (2017·太原模拟) 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R₁（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：
A．直流电源（6V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）
C．电流表A（0﹣0.6А，内阻未知）D．滑动变阻器R（0﹣20Ω，5A）
E．滑动变阻器R，（0﹣200Ω，1A）F．定值电阻R₀（阻值1990Ω）
G．开关与导线若干
1. （1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“ ”表示）．（画在方框内）
2. （2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用．（填写器材序号）
3. （3）将上述电子元件R₁ 和另一电子元件R₂接入如图所示的电路甲中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示．电源的电动势E=10.0V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R₃ ，使电子元件R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R₁的阻值为Ω，R₃接入电路的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）．
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15. (2017·山西模拟) 用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）
B．电压表V₂（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小．
1. （1）请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整．
2. （2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I₁ ， U₁）、（I₂ ， U₂），标到U﹣I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω．（结果保留两位有效数字）
3. （3）在U﹣I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为Ω（结果保留两位有效数字）．
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16. (2023高三下·安徽月考) 在“探究小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求绘制曲线完整，可供选用的器材如下：

A．小灯泡L，规格“ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ”；

B．电流表A₁ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ；

C．电流表A₂ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ；

D．电压表V₁ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ；

E．电压表V₂ ，量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ；

F.标准电阻 $\text{[math]}$ ，阻值 $\text{[math]}$ ；

G.标准电阻 $\text{[math]}$ ，阻值 $\text{[math]}$ ；

H.滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，阻值范围 $\text{[math]}$ ；

I.滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，阻值范围 $\text{[math]}$ ；

J.学生电源E，电动势 $\text{[math]}$ ，内阻不计；开关S及导线若干。
1. （1）实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用。（选填相应器材前的字母）
2. （2）该小组利用所选电表进行改装，用改装后的电压表和电流表的“测量值”U和I描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，请在虚线框中设计出相应实验电路图。
3. （3）根据图线判断，需将只相同的小灯泡L并联后，直接与电动势为 $\text{[math]}$ 、内阻为 $\text{[math]}$ 的电源组成闭合回路，可使小灯泡的总功率最大，则总功率的最大值约为W（保留两位小数）。
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