2024年高考全國甲卷理綜物理真題T23變式題

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁1．電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過傳感器的電流（即工作電流）恒定的條件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對應(yīng)關(guān)系，這一過程稱為定標。一同學用圖（a）所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標。實驗器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流）、毫安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動變阻器、開關(guān)、導線若干、5個氣瓶（氧氣含量分別為、、、、）。（1）將圖（a）中的實驗器材間的連線補充完整，使其能對傳感器定標；（2）連接好實驗器材，把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口；（3）把滑動變阻器的滑片滑到端（填“a”或“b”），閉合開關(guān)；（4）緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為，記錄電壓表的示數(shù)U；（5）斷開開關(guān)，更換氣瓶，重復步驟（3）和（4）；（6）獲得的氧氣含量分別為、、和的數(shù)據(jù)已標在圖（b）中；氧氣含量為時電壓表的示數(shù)如圖（c），該示數(shù)為V（結(jié)果保留2位小數(shù)）?，F(xiàn)測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為，此時電壓表的示數(shù)為1.50V，則此瓶氣體的氧氣含量為（結(jié)果保留整數(shù)）。2．“開車不飲酒，酒后不開車”是每一位司機都必須遵守的交通法規(guī)。圖甲是氣體中酒精濃度測試儀的原理圖，電源電壓，是氣敏電阻，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖乙所示。氣體中酒精濃度大于或等于20小于80mg/100mL為酒駕，大于或等于80mg/100mL為醉駕。測試儀使用前應(yīng)先調(diào)零，即當氣體中酒精濃度為0時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)，調(diào)零后的滑片位置保持不變。求：

（1）調(diào)零后，接入電路中的阻值；（保留兩位有效數(shù)字）（2）當時，消耗的電功率W；（保留兩位有效數(shù)字）（3）在某次檢測中，電流表示數(shù)為0.3A，試通過計算分析，判斷該司機屬于。（請選填“正?！?、“酒駕”、“醉駕”）3．老師要求同學們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻，所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1（阻值未知），電壓表V（量程為3.0V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（0~99.99Ω），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導線若干。某同學連接了一個如圖所示的電路，他接下來的操作是：a．撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖甲所示的位置后，將S2接擲于a，閉合S1，記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2.00V，然后斷開S1；b．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)（電壓表的示數(shù)如圖乙所示），然后斷開S1。請你解答下列問題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為Ω，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為V，由此可算出定值電阻R1的阻值為Ω。（電阻R1計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）4．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑夜打開。某同學利用如下器材制作了一個簡易的路燈自動控制裝置。A．勵磁線圈電源

B．路燈電源

C．路燈燈泡L

D．定值電阻

E．光敏電阻

F．電磁開關(guān)

G．導線、開關(guān)等（1）電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示。1、2兩接線柱接勵磁線圈（電磁鐵上繞的線圈），3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接，相當于路燈的開關(guān)。當流過勵磁線圈的電流大于某個值時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開，路燈熄滅。該同學首先用多用電表的歐姆擋測量勵磁線圈的電阻，將選擇開關(guān)置于“×10”擋，調(diào)零后測量時的示數(shù)如圖丙所示，則勵磁線圈的電阻約為Ω；（2）圖乙為光敏電阻的阻值隨照度的變化關(guān)系（照度可以反映光的強弱，光越強，照度越大，單位為lx）。從圖中可以看出，光敏電阻的阻值隨照度的增大而（選填“減小”“不變”或“增大”）；（3）已知勵磁線圈電源電動勢（內(nèi)阻不計），定值電阻R0=70Ω。若設(shè)計要求當流過勵磁線圈的電流為0.02A時點亮路燈，則此時的照度約為lx。（保留1位有效數(shù)字）5．國鋰電池產(chǎn)能占全世界60%以上，某同學對一塊鋰電池的電動勢Ex和內(nèi)阻rx非常感興趣，設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。圖中R1和R2為電阻箱（0~999.9Ω），S1和S2為開關(guān)，E0為干電池（電動勢為1.5V，內(nèi)阻未知）；G是靈敏電流計。

（1）用筆畫線代替導線，按照圖甲將乙圖中的實物連接成完整電路；（2）閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)兩電阻箱，當G表示數(shù)為零時，記錄下電阻箱的阻值為R1和R2，則有（用R1、R2和rx表示）（3）閉合開關(guān)S1和S2，改變兩電阻箱阻值，當G表示數(shù)重新為零時，記錄下電阻箱的阻值為和；（4）某次實驗、、、，由此可測出Ex=，rx=。6．某興趣學習小組根據(jù)所學的電學原理，利用相同的器材，自制了以下不同的電子秤。實驗器材有：直流電源（電動勢為，內(nèi)阻為）；理想電壓表V（量程為）：限流電阻；豎直固定的滑動變阻器（總長，總阻值）；電阻可忽略不計的彈簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盤且與滑動變阻器R的滑動端連接，滑片接觸良好且無摩擦（彈簧勁度系數(shù)）；開關(guān)S以及導線若干。重力加速度取，不計摩擦和其他阻力。實驗步驟如下：①兩種電子秤，托盤中未放被測物前，滑片恰好置于變阻器的最上端，電壓表的示數(shù)均為零。②兩種電子秤，在彈簧的彈性限度內(nèi)，在托盤中輕輕放入被測物，待托盤靜止平衡后，當滑動變阻器的滑片恰好處于下端b處，此時均為電子秤的最大稱重。請回答下列問題（所有計算結(jié)果保留一位小數(shù)）：（1）兩種電子秤，當滑動變阻器的滑片恰好置于最下端時，電壓表的示數(shù)均為V；該電子稱的最大可測質(zhì)量均為kg。（2）當電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時，如左圖所示的第一套方案電子稱測得質(zhì)量為kg。如右圖所示的第二套方案電子稱測得質(zhì)量為kg。（3）第（填“一”或“二”）套方案更為合理，因為電壓表讀數(shù)與物體質(zhì)量成線性關(guān)系，電壓表改裝的電子秤刻度均勻的。（填“是”或“不是”）7．某同學設(shè)計了一個加速度計，將其固定在待測物體上，能通過電路中電壓表的示數(shù)反映物體的加速度a，其原理圖如圖（a）所示。其中，質(zhì)量的滑塊2可以在光滑的框架1中左右平移，滑塊兩側(cè)各連接一根勁度系數(shù)的彈簧3（彈簧始終處于彈性限度內(nèi)）。4是固定在滑塊2上的金屬滑動片，與電壓表的一端用導線相連，并與一阻值均勻的電阻AB相接觸，滑動片4與電阻間的摩擦忽略不計。已知物體加速度為0時，兩側(cè)彈簧3均處于原長，滑動片4位于AB中點，AB全長；直流電源電動勢（內(nèi)阻忽略不計）?，F(xiàn)有一量程0~3V、內(nèi)阻的電壓表，其表盤如圖（b）所示；另有開關(guān)、導線若干。(1)為使滑動片4位于B點時電壓表滿偏，需要將電壓表量程改為0~15V，則電壓表應(yīng)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為kΩ的電阻，并將電壓表的刻度按新量程做好修改；(2)將改裝后的電壓表接入圖（a）的電路中，此裝置可測量加速度的最大值為；(3)請在圖（c）中畫出圖像（規(guī)定加速度向左為正方向，U為改裝后電壓表的示數(shù)）；(4)若要增大加速度的測量范圍，可采用的方法有：（答出一條合理措施即可）。8．某科技小組設(shè)計一款自動測量水庫水位系統(tǒng)，包括電路系統(tǒng)和絕緣材料制作的長方體儀器，正視圖如下。儀器內(nèi)部高，在左右兩側(cè)壁上鋪滿厚度、電阻均可忽略的電極板A、B。儀器底部內(nèi)側(cè)是邊長為的正方形，中間有孔與水庫連通。將儀器豎直固定在水中，長方體中心正好位于每年平均水位處，此高度定義為0m，建立如圖右側(cè)坐標系。每隔一段時間，系統(tǒng)自動用絕緣活塞塞住底部連通孔，閉合開關(guān)，連接恒壓電源，讀出電流表示數(shù)I，通過計算得出此時水位h。已知此處水的電阻率。（1）電流表應(yīng)選擇（請?zhí)钣⑽男蛱枺〢.滿偏電流，內(nèi)阻可忽略的電流表B.滿偏電流，內(nèi)阻可忽略的電流表（2）將電流表表盤改為水庫水位表，請寫出電流表示數(shù)I與水位h之間關(guān)系式：I=（請用符號E、h、H、、L表示）（3）正確選擇電流表后，當電流為滿偏電流時，對應(yīng)水位h=（4）若電流表內(nèi)阻不能忽略，由電流表改裝的水位刻度（選填“均勻”、“不均勻”），請列式說明理由：。9．某學習小組利用砷化鎵霍爾元件（載流子為電子）研究霍爾效應(yīng)，實驗原理如圖1所示，勻強磁場垂直于元件的工作面，工作電源為霍爾元件提供霍爾電流，通過1、3測腳時，2、4測腳間將產(chǎn)生霍爾電壓。（1）2、4測腳中電勢高的是（選填“2”或“4”）測腳。（2）某次實驗中，利用螺旋測微器測量元件厚度d（如圖2），其讀數(shù)為mm，調(diào)節(jié)工作電壓，改變霍爾電流，測出霍爾電壓，實驗數(shù)據(jù)如下表所示：實驗次數(shù)123450.501.001.502.002.5041.583.1124.8166.4208.1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標紙上作出與的關(guān)系圖像；（3）設(shè)該元件單位體積中自由電子的個數(shù)為n，元件厚度為d，磁感應(yīng)強度為B，電子電荷量為e，則與的關(guān)系式為。

（4）由所作的圖線可以看出，圖像并沒有通過坐標原點，可能的原因是（寫出一條即可）。10．管道天然氣走進千家萬戶，當空氣中天然氣濃度達到5%～15%，就會達到爆炸極限。某同學想自己組裝一個天然氣濃度測試儀，其中傳感器的電阻R，隨天然氣濃度的變化規(guī)律如圖甲所示，調(diào)試電路如圖乙所示。實驗室提供的器材有：A．天然氣濃度傳感器；B．直流電源（電動勢為8V，內(nèi)阻不計）；C．電壓表（量程為6V，內(nèi)阻非常大）；D．電阻箱（最大阻值為999.9Ω）；E．定值電阻（阻值為10Ω）；F．定值電阻（阻值為50Ω）；G．單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。(1)欲通過電壓表示數(shù)反映天然氣濃度，以判斷是否達到爆炸極限，圖乙中R應(yīng)選用定值電阻（填“”或“”）。(2)按照下列步驟調(diào)節(jié)此測試儀：①電路接通前，先將電阻箱調(diào)為25.0Ω，然后開關(guān)撥至（填“a”或“b”）端，將此時電壓表指針對應(yīng)的刻度線標記為天然氣濃度%；②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數(shù)不斷（填“變大”或“變小”），結(jié)合甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上“電壓”刻度線標為對應(yīng)的天然氣濃度；③將開關(guān)向另一端閉合，測試儀即可正常使用。(3)某同學將調(diào)適好的天然氣濃度測試儀靠近氣體打火機并釋放一定的氣體，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)為2.0V，則測量的天然氣濃度（填“有”或“沒有”）達到爆炸極限。(4)使用一段時間后，由于電源的電動勢略微變小，內(nèi)阻變大，其天然氣濃度的測量結(jié)果（填“偏大”“偏小”或“不變”）。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．1.4017【詳解】（1）[1]為了保持流過傳感器的電流恒定，電阻型氧氣傳感器兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍較大，所以滑動變阻器采用分壓式接法，由于毫安表內(nèi)阻可忽略，所以電流表采用內(nèi)接法，實物連接圖如圖所示（3）[2]為了保護電路，閉合開關(guān)前，需要電阻型氧氣傳感器兩端的電壓為零，故滑動變阻器的滑片滑到端口；（6）[3]由圖可知，電壓表的分度值為0.1V，需要估讀到分度值下一位，其讀數(shù)為1.40V；[4]當瓶氣體的氧氣含量為時，電壓為1.40V，在圖（b）中描出該點，用平滑的曲線將各點連接起來，如圖所示可知電壓表的示數(shù)為1.50V時，此瓶氣體的氧氣含量為。2．201.0醉駕【詳解】[1]由圖乙可知，當氣體中酒精濃度為0時，此時，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得[2]根據(jù)功率的表達式，有帶入數(shù)據(jù)，可得[3]某次檢測中，電流表示數(shù)為0.3A，此時兩端的電壓為由歐姆定律可得結(jié)合圖乙可知此時氣體酒精濃度為80mg/100mL，可知為醉駕。3．20.002.606.00【詳解】[1]電阻箱讀數(shù)為R=(10×2+1×0+0.1×0+0.01×0)Ω=20.00Ω[2]電壓表的分度值0.1V，則估讀位是0.01V，由指針所指位置可得電壓表讀數(shù)為U2=2.60V[3]當S2打到a端時電路電流為S2打到b端時，有4．200減小0.6【詳解】（1）[1]勵磁線圈的電阻約為（2）[2]從題圖乙中可以看出，光敏電阻的阻值隨照度的增大而減小。（3）[3]定值電阻R0應(yīng)為保護電阻，串聯(lián)在電路中，當流過勵磁線圈的電流為0.02A時，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此時光敏電阻的阻值為由題圖乙可知此時的照度約為0.6lx。5．見解析6.5V【詳解】（1）[1]如圖（2）[2]當G表示數(shù)為零時得（3）[3][4]把E0=1.5V代入聯(lián)立得6．2.010.07.55.0一是【詳解】（1）[1]滑動變阻器的滑片恰好置于最下端時，由歐姆定律可得[2]由受力平衡可得解得電子稱的最大可測質(zhì)量為。（2）[3][4]當電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時，電壓表讀數(shù)。如左圖所示的第一套方案，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得由平衡條件可得聯(lián)立解得如右圖所示的第二套方案，設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得又由平衡條件可得聯(lián)立解得（3）[5][6]左邊方案一，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又聯(lián)立可得與成線性關(guān)系，電子秤刻度均勻；右邊方案二，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又，聯(lián)立可得與不成線性關(guān)系，電子秤刻度不均勻；故方案一更合理，電壓表示數(shù)與物體的質(zhì)量成正比，電壓表改裝的電子秤刻度是均勻的，便于測量。7．(1)串聯(lián)12(2)30(3)(4)更換兩根勁度系數(shù)更大的彈簧##換質(zhì)量更小的滑塊【詳解】（1）[1][2]要擴大電壓表的量程，需要串聯(lián)一個電阻，根據(jù)解得（2）當滑塊處于中點時，加速度為零，當滑塊端點A或B時，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律解得（3）根據(jù)可知加速度與成線性關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)與也成線性關(guān)系，可知加速度與電壓表示數(shù)是線性關(guān)系，當滑塊處于中點時，電壓表示數(shù)為7.5V，當加速度向右時，滑塊在中點的左邊，當加速度向左時，滑塊在中點的右邊，所以圖像如圖所示（4）滑塊所受到的合力最大值由彈簧決定與電壓無關(guān)，勁度系數(shù)越大，加速度的測量范圍越大；最大的合力一定的情況下，根據(jù)牛頓第二定律可知可以減小滑塊的質(zhì)量增大加速度的測量范圍。8．B2.5m不均勻根據(jù)式子可知，I與h不成線性關(guān)系【詳解】（1）[1]水滿時，電阻最小，電路電流達到最大，根據(jù)電阻定律，最大阻值為最大電流約為故選擇滿偏電流的電流表比較合適。（2）[2]根據(jù)電阻定律，水位為h時阻值為電流表示數(shù)（3）[3]當電流為滿偏電流時，即根據(jù)解得（4）[4][5]根據(jù)式子可知，I與h不成線性關(guān)系，即由電流表改裝的水位刻度不均勻。9．22.000##1.999##2.0