《2026年新高考5年真题高中物理全一册通用版湖南专版》

4. [2025·黑龙江卷，11T,8分] 测量某非线性元件的伏安特性时，为研究电表内阻对测量结果的影响，某同学设计了如图甲所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下：

① 滑动变阻器滑片置于适当位置，闭合开关；
② 表笔分别连$a$、$b$接点，调节滑片位置，记录电流表示数$I$和$a$、$b$间电压$U_{ab}$；
③ 表笔分别连$a$、$c$接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为$I$，记录$a$、$c$间电压$U_{ac}$；
④ 表笔分别连$b$、$c$接点，调节滑片位置，使电流表示数仍为$I$，记录$b$、$c$间电压$U_{bc}$，计算$U_{ac} - U_{bc}$；
⑤ 改变电流，重复步骤②③④，断开开关。
作出$I - U_{ab}$、$I - U_{ac}$ 及$I - (U_{ac} - U_{bc})$曲线如图乙所示。
回答下列问题：
(1) 将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔，测量$a$、$b$间的电压时，红表笔应连a接点(选填“$a$”或“$b$”)；
(2) 若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“$0.5 V$”位置，电表示数如图丙所示，此时电表读数为0.378V(结果保留 3 位小数)；
(3) 图乙中乙是$I - U_{ac}$(选填“$I - U_{ab}$”或“$I - U_{ac}$”)曲线；
(4) 实验结果表明，当此元件阻值较小时，甲(选填“甲”或“乙”)曲线与$I - (U_{ac} - U_{bc})$曲线更接近。

答案： 4. 参考答案
(1)$a$
(2)$0.378$
(3)$I - U_{ac}$
(4)甲
命题意图 本题考查研究电表内阻对测量非线性元件伏安特性曲线的影响，考查考生的实验能力。
解题思路
(1)用多用电表测量$a$、$b$间的电压时，红表笔接正极、黑表笔接负极，则由题图甲可知，红表笔应连$a$接点。
(2)由电表的读数规则可知，此时电表读数为$0.378 V$。
(3)表笔分别接$a$、$b$接点时，电压表测量元件两端的电压，表笔分别接$a$、$c$接点时，电压表测量元件和电流表两端电压之和，则电流相同时，$U_{ab} ＜ U_{ac}$，则题图乙中乙是$I - U_{ac}$曲线。
(4)当元件阻值较小时，电流表应采用外接法，此时甲曲线与$I - (U_{ac} - U_{bc})$曲线更接近。

5. [2025·四川卷，12T,10分] 某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有：
待测合金丝样品(长度约$1 m$)；
螺旋测微器；
学生电源$E$(电动势$0.4 V$，内阻未知)；
米尺(量程$0 \sim 100 cm$)；
滑动变阻器(最大阻值$20 \Omega$)；
电阻箱(阻值范围$0 \sim 999.9 \Omega$)；
电流表(量程$0 \sim 30 mA$，内阻较小)；
开关$S_1$、$S_2$；
导线若干。
(1) 将待测合金丝样品绷直固定于米尺上，将金属夹分别夹在样品$20.00 cm$和$70.00 cm$位置，用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径，读数分别为$0.499 mm$、$0.498 mm$和$0.503 mm$，则该样品横截面直径的平均值为0.500$mm$。

(2) 该小组采用限流电路，则图甲中电流表的“$+$”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a(选填“$a$”或“$b$”)相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于左端(选填“左”或“右”)。
(3) 断开$S_2$、闭合$S_1$，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到$15.0 mA$刻度处。断开$S_1$、闭合$S_2$，保持滑动变阻器滑片位置不变，旋转电阻箱旋钮，使电流表指针仍指到$15.0 mA$处，此时电阻箱面板如图乙所示，则该合金丝的电阻率为$1.3 × 10^{-6}$$\Omega · m$(取$\pi = 3.14$，结果保留 2 位有效数字)。
(4) 为减小实验误差，可采用的做法有CD(有多个正确选项)。
A. 换用内阻更小的电源
B. 换用内阻更小的电流表
C. 换用阻值范围为$0 \sim 99.99 \Omega$ 的电阻箱
D. 多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值

答案： 5. 参考答案
(1)$0.500$
(2)$a$ 左
(3)$1.3 × 10^{-6}$
(4)CD
命题意图 本题考查测量一段合金丝的电阻率，考查考生的实验能力。
解题思路
(1)该样品横截面直径的平均值为$D = \frac{0.499 + 0.498 + 0.503}{3} mm = 0.500 mm$。
(2)滑动变阻器采用限流式接法，则应将其串联接在电路中，即采用“一上一下”原则，电流表的“$+$”接线柱应与滑动变阻器的接线柱$a$相连。为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应最大，即滑动变阻器的滑片应置于左端。
(3)由实验电路图及实验操作步骤可知，该段合金丝的电阻为$R = 3.2 \Omega$。由电阻定律有$R = \rho \frac{l}{S}$，其中$S = \pi (\frac{D}{2})^2$，联立解得该合金丝的电阻率$\rho = \frac{\pi RD^2}{4l} = \frac{3.14 × 3.2 × (0.500 × 10^{-3})^2}{4 × (70.00 - 20.00) × 10^{-2}} \Omega · m \approx 1.3 × 10^{-6} \Omega · m$。
(4)由$\rho = \frac{\pi RD^2}{4l}$可知，为减小实验误差，可减小测量合金丝电阻时的误差，即选择更精确的电阻箱，如换用阻值范围为$0 \sim 99.99 \Omega$的电阻箱，或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值。故C、D正确。由
(3)可知，该实验测量合金丝的电阻时，采用的是电阻等效替代的实验方法，所以换用内阻更小的电源或内阻更小的电流表，对合金丝电阻的测量无影响，故A、B错误。