《2026年新高考5年真题高中物理全一册通用版湖南专版》

12. (9分)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1) 选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“$× 1\ k$”挡，正确操作后，指针位置如图甲所示，则读数为8000$\Omega$。

(2) 进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源$E$电动势$6\ V$，内阻可忽略，电压表量程$0\sim6\ V$，内阻约$10\ k\Omega$，电流表量程$0\sim600\ \muA$，内阻约$100\ \Omega$。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图乙中完成余下导线的连接。

(3) 如图乙，测量水泥块的长为$a$，宽为$b$，高为$c$。用伏安法测得水泥块电阻为$R$，则电阻率$\rho =$$\frac{bcR}{a}$(用$R$、$a$、$b$、$c$表示)。
(4) 测得不同压力$F$下的电阻$R$，算出对应的电阻率$\rho$，作出$\rho - F$图像如图丙所示。

(5) 基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图丁所示。报警器在两端电压大于或等于$3\ V$时启动，$R_1$为水泥块，$R_2$为滑动变阻器，当$R_2$的滑片处于某位置，$R_1$上压力大于或等于$F_0$时，报警器启动。报警器应并联在$R_2$两端(选填“$R_1$”或“$R_2$”)。
(6) 若电源$E$使用时间过长，电动势变小，$R_1$上压力大于或等于$F_1$时，报警器启动，则$F_1$大于$F_0$(选填“大于”“小于”或“等于”)。

答案：
12.参考答案
(1)$8000$
(2)图见解析
(3)$\frac{bcR}{a}$
(5)$R_2$
(6)大于
命题意图本题考查电阻与电阻率的测量和报警系统的分析，考查考生的实验能力。
解题思路
(1)根据题图甲，由多用电表欧姆挡的读数规则可知多用电表的读数为$R_{粗}=8000\Omega$。
(2)由$R_{粗}＞\sqrt{R_VR_A}$，可知电流表应采用内接法，又实验中要求滑动变阻器采用分压接法，故导线的连接如图所示。

(3)由电阻定律有$R=\frac{\rho a}{bc}$，可得$\rho=\frac{bcR}{a}$。
(5)由报警器在两端电压大于或等于$3V$时启动，$R_1$上压力大于或等于$F_0$时报警器启动，可知$R_1$上压力越大，$R_1$的电阻率越小，$R_1$的电阻越小，根据题图丁可知，$R_1$的电阻越小，其两端的分压越小，滑动变阻器$R_2$两端的分压就越大，即$R_1$上压力越大，滑动变阻器$R_2$两端的分压就越大，因此报警器应该并联在滑动变阻器$R_2$两端。
(6)若电源$E$使用时间过长，电动势变小，则当$R_1$上压力等于$F_0$时，滑动变阻器两端的电压小于$3V$，为了使报警器报警，应使得滑动变阻器两端的电压增大到$3V$，根据
(5)问中的分析，此时应增大$R_1$上的压力，可知$F_1$大于$F_0$。
归纳总结：
电流表内、外接法的选择
(1)直接比较法。
①当$R_x＞\sqrt{R_VR_A}$时，采用内接法，测得电阻的结果偏大。
②当$R_x＜\sqrt{R_VR_A}$时，采用外接法，测得电阻的结果偏小。
(2)试触法。
如图所示，把电压表的可动接线端分别试接$b$、$c$两点，观察两电表的示数变化。

①若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路的影响较大，应选用内接法。
②若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用对电路的影响较大，应选用外接法。