北京市西城区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

北京市西城区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

1．（2022·北京西城·一模）实验测量、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节

（1）实验测量。用螺旋测微器测量某金属丝的直径，示数如图1所示。则该金属丝的直径为 __________ mm。

（2）图2为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。

已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量__________，动能变化量 ___________。

（3）误差分析。某同学用图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验，他在某次实验时，测量50次全振动的时间t偏大，这一误差会导致重力加速度的测量结果比真实值偏大还是偏小 ______ ？请分析说明 ______ 。

2．（2022·北京西城·一模）测量一节旧干电池的电动势和内电阻。

（1）电路图如图1所示，除干电池、电压表（量程3V）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表（量程0.6A）

B．电流表（量程3A）

C．滑动变阻器（阻值范围0～50Ω）

D．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω）

实验中电流表应选用__________，滑动变阻器应选用__________。（选填选项前的字母）

（2）某同学记录了7组数据，对应点已标在图2中的坐标纸上，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数。请绘制出U-I图像，由图像可知干电池的电动势E=__________V，内电阻r=__________。（结果均保留两位小数）

（3）该同学用图1所示电路和（1）中选定的器材继续研究水果电池。实验过程中他发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的指针几乎都不发生偏转。他断开开关，用多用电表电压挡直接测量水果电池两端的电压，示数为2.03V；用多用电表进一步检查电路，电路没有故障。请你分析实验中电流表和电压表指针几乎不偏转的原因______。

3．（2021·北京西城·一模）某同学通过实验测量一个电阻的阻值。

(1)他先用多用电表对该电阻进行了初步测量。

他用电阻×1挡进行测量，指针位置如图1所示，则该电阻的阻值约为___________。

(2)在(1)基础上，他想用电压表和电流表更精确地测量这个电阻的阻值。

他找来如下器材：

电流表：量程0~0.6A，内阻约0.1；

电压表：量程0~3V，内阻约3 k；

滑动变阻器：最大阻值15，额定电流1.0 A；

电源：电动势3V，内阻约0.5；

开关一个，导线若干。

①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图2中的___________（选填“甲”或“乙”），采用这种方式测量的结果与真实值相比偏___________（选填“大”或“小”）。

②他在相关实验手册中，看到图3所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验他得到下表中的数据。

由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图3中的___________（选填“甲”或“乙”）。你的判断依据是：___________。

4．（2021·北京西城·一模）用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2，且m1 > m2。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平地面P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止滚下，小球1和小球2碰撞后分别落在复写纸上，在白纸上留下各自落点的痕迹。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON。

①本实验必须满足的条件是______

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端必须是水平的

C．小球1每次必须从同一高度由静止释放

②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：________

③通过测量小球做平抛运动的射程来代替小球的速度，这样做的依据是：________

（2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，可以改变小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的落点分布是________

5．（2020·北京西城·一模）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律：

(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的____；

A．用橡胶塞密封注射器的下端

B．用游标卡尺测量柱塞的直径

C．读取压力表上显示的气压值

D．读取刻度尺上显示的空气柱长度

(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是____；

(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是____。

A． B． C． D．

6．（2020·北京西城·一模）用如图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。

(1)在下表中选出适当的实验器材进行实验。

实验中电流表应选用_____；电压表应选用_____；滑动变阻器应选用____（填器材代号）。

(2)完成图2中实物间的连线_________。

(3)甲同学在实验中记录了6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出余下一组数据对应的坐标点，并画出U-I图线____________。

根据所画图线，可得出干电池的电动势_______。

(4)甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数与对应的电流表的读数的比值就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量与相对应的电流表的读数变化量的比值的绝对值才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正确的，并说明你的判断依据___________。

参考答案：

1．     0.704               偏小     见说明

【详解】（1）[1] 螺旋测微器测量某金属丝的直径

（2）[2] 从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量

[3]B点的瞬时速度

则动能增加量

（3）[4][5]由得t偏大，单摆周期变大，又由得重力加速度的测量结果比真实值偏小

2．     A     C     1.45     0.70     ）水果电池的内阻较大（kΩ量级），电动势仅2.03V，导致外电路几乎没有电流，所以电流表指针几乎不发生偏转；因为外电路总电阻最大约为50Ω，所以路端电压也几乎为零，电压表指针也几乎不发生偏转

【详解】（1）[1][2]由于干电池的电压较小，为了方便调节，滑动变阻器的阻值应较小，即选C，同时电路的电流较小，故电流表选小量程，即选A，

（2）[3]根据数据，可绘制出U-I图像如下图所示

根据

可知，由图像可得

又

（3）[4]水果电池的内阻较大（kΩ量级），电动势仅2.03V，导致外电路几乎没有电流，所以电流表指针几乎不发生偏转；因为外电路总电阻最大约为50Ω，所以路端电压也几乎为零，电压表指针也几乎不发生偏转

3．     5     甲     小     乙     层级1：乙图是分压电路，采用分压电路Rx的电压可以从0开始变化。表中的数据U的最小值是0.10V，比较小，所以一定是采用了乙图。

层级2：若采用甲图，Rx的电压的最小值约为；若采用乙图，Rx的电压可以从0开始变化。表中的数据U的最小值是0.10V，所以一定是采用了乙图。

【详解】(1)[1]选用电阻×1挡进行测量，根据指针位置知该电阻的阻值约为5；

(2)①[2]电流表的内阻约0.1，比待测电阻小，而电压表的内阻约3 k，远大于待测电阻，故选用图甲电流表外接法相对误差较小；

[3]采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表的测量值大于真实值，因此可得测量的结果根据与真实值相比偏小；

②[4] [5]由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图3中的“乙”图分压接法。依据如下：

层级1：乙图是分压电路，采用分压电路Rx的电压可以从0开始变化。表中的数据U的最小值是0.10V，比较小，所以一定是采用了乙图。

层级2：若采用甲图，Rx的电压的最小值约为；若采用乙图，Rx的电压可以从0开变化。表中的数据U的最小值是0.10V，所以一定是采用了乙图。

4．     BC          小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足，下落高度一定，运动时间相同；水平方向满足，水平位移与平抛初速度成正比     B

【详解】(1)[1]A．因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑对该实验影响不大，A错误；

B．斜槽末端保持水平，是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动，B正确；

C．小球1每次必须从同一高度释放，保证尽可能每次碰撞情况相同，C正确；

故选BC。

[2][3] 小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足

下落高度一定，运动时间相同；水平方向满足

水平位移与平抛初速度成正比，两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为

(3)碰撞前的动量等于碰撞后的动量，所以P点是碰撞前的位置，M点是碰撞后的位置，N点是被碰小球的下落位置，AC错误，B正确；故选B。

5．     B     尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变     C

【详解】(1)[1] A.用橡胶塞密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，故A是必要的，不符合题意；

B．没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程时，两边把截面可以消掉，故B没必要，符合题意；

C．读取压力表上显示的气压值，知道初末状态的气压值，故C是必要的，不符合题意；

D．读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积，故D是必要的，不符合题意。

故选B。

(2)[2]尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变。

(3)[3]图象中直线比曲线直观，在等温变化中，P与 成正比，因此画P—图象，应是一条过坐标原点的直线，故C正确，ABD错误。

故选C。

6．     V1     A1     R1               1.49     乙正确

【详解】(1)[1]干电池的电动势约为1.5V，所以电压表选用0~3V量程的，故选V1；

[2]干电池所在电路电流非常小，所以选用的电流表应为0~0.6A量程的，故选A1；

[3]滑动变阻器阻值过大，会造成电路中电流变化不明显，不利于数据的采集，所以选用滑动变阻器。

(2)[4]滑动变阻器采用的限流接法，电流表采用内接法，故实物图连接如图所示。

(3)[5]图像如图所示：

[6]图线与坐标轴的纵截距表示电源电动势，故。

(4)[7]乙同学说法正确。根据闭合电路欧姆定律U=E－Ir，在电路变化过程中，U与I的变化趋势是相反的（即一个变大，另一个就变小），因此U与I的比值是不断变化的，不可能等于内阻。而在电路变化过程中，电动势E不变，任意取两个状态，

U1=E－I1r，U2=E－I2r，＝U1－U2，＝I1－I2，

可以得出

=r

由于两个状态是任意取的，因此乙同学说法正确。