- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

2024届贵州省黔东南苗族侗族自治州凯里市第一中学高三下学期三模物理试题（黄金二卷）

随着居民生活水平的提高，净水器进入了千家万户，根据《生活饮用水卫生标准》，纯净水溶解性总固体（TDS）≤50mg/L，换算成电导率σ不大于2×10^-2S/m（西门子/米）。某实验小组用下列实验器材测量某品牌净水器过滤水的电导率σ（电阻率ρ的倒数）：

A．待测样品 A（内阻R_x约为320kΩ，两端用相同金属圆片密封的绝缘性良好的塑料管封装，金属片的电阻忽略不计）

B．电源（20V，内阻不计）

C．电压表 V₁（量程15V，内阻约为15kΩ）

D．电压表 V₂（量程3V，内阻约为 3kΩ）

E．电流表（量程50μA，内阻R_g=1k Ω）

F．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）

G．开关、导线若干

请完成下列实验步骤中问题：

（1）、用游标卡尺为20分度的游标卡尺测量待测样品的长度l，此游标卡尺的测量精度为mm，测量结果如图甲所示，则待测样品的长度l=mm。

（2）、用螺旋测微器测量相同金属片的直径，测量结果如图乙所示，该金属圆片的直径d=mm。

（3）、测量待测样品的电阻：

①选择合适的器材，用笔画线表示导线，连接好图丙中的实验电路；

②某次实验时，电压表的示数U=14.4V，电流表的示数I=45μA，根据实验电路，待测样品电导率的表达式为σ=（用U、I、R_g、l、d表示），根据测量数据，待测样品的电导率σ=S/m（计算结果保留两位有效数字）。

举一反三

某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系．选取一根乳胶管，里面灌满了稀盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的圆柱形盐水柱．进行了如下实验：

①用多用电表粗测盐水的电阻：该小组首先选用“×100”欧姆挡，其阻值如图（甲）中指针a所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用{#blank#}1{#/blank#}（选填“×10”或“×1000”）欧姆挡；

改换选择开关后，若测得阻值如图（甲）中指针b所示，则R_x的阻值大约是{#blank#}2{#/blank#}Ω；

②现采用伏安法测盐水柱R_x的电阻，有如下实验器材：

A．锂电池（电动势标E称值为3.7V）

B．电压表V（量程4V，R_V约为4.0kΩ）

C．电流表A₁（量程100mA，R_A1约为5Ω）

D．电流表A₂（量程2mA，R_A2约为50Ω）

E．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流为1A）

F．开关S一只，导线若干

为了测定盐水柱R_x的阻值，该小组同学实验时电流表应该选择{#blank#}3{#/blank#}（填A₁或A₂）．

③为探究导电溶液的电阻在体积V相同时，电阻值R与长度L的关系．该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度，多次实验测得稀盐水柱长度L和电阻R的数据．为了定量研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图（乙）所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是{#blank#}4{#/blank#}．（选填L、 $\text{[math]}$ 、L²或 $\text{[math]}$ ）

要测一段阻值大约为5Ω的均匀金属丝的电阻率．除米尺、螺旋测微器、电源E（电动势3V，内阻约0.5Ω）、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外，电流表和电压表各两只供选择：A_l（量程lA，内阻约1Ω），A₂（量程0.6A，内阻约2Ω），V_l（量程3.0V，内阻约1000Ω），V₂（量程15V，内阻约3000Ω）．

某同学探究电阻丝的电阻与哪些因素有关．有如下器材：

A．电源E（电动势为4V）；

B．电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；

C．电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；

D．电压表V₁（量程3V，内阻约为1kΩ）；

E．电压表V₂（量程15V，内阻约为3kΩ）；

F．滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；

G．滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；

H．开关及导线若干．

他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示．

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的平方D²/mm²	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.30	0.09	50.00	7.15

如图甲为某同学测量金属丝电阻率的实验电路图， $\text{[math]}$ 为保护电阻，实验的主要步骤如下，请完成相关内容.

①用螺旋测微器测金属丝的直径d如图乙示，可读出 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} mm.

②将P移到金属丝某一位置x₁ ，闭合单刀双掷开关接位置a，记下电流表读数I₁ ，保持P位置不变，将单刀双掷开关接位置b，调节电阻箱阻值，使电流表读数为{#blank#}2{#/blank#}(选填“ $\text{[math]}$ ，I₁ ， 2I₁”），读出电阻箱读数，金属丝电阻R₁等于此时电阻箱阻值，并测出此时金属丝接入电路MP部分长度x₁值.