北京市房山区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

北京市房山区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

1．（2020·北京房山·一模）在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上点迹进行测量，经过数据处理即可验证机械能守恒定律。

(1)在实验过程中，下列说法正确的是_______。

A．实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带

B．实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上

C．打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器

D．实验中重物的质量大小不影响实验误差

(2)正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C……测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能减少量Ep=____，动能增加量Ek=______。（用题中所给字母表示）

(3)利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出v2-h图像，如图所示。由v2-h图像求得的当地重力加速度g=_______m/s2。（结果保留三位有效数字）

2．（2020·北京房山·一模）用一段长约为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。

(1)为选择合适电路，先用多用电表粗测金属丝电阻Rx。将选择开关“K”旋转到欧姆挡“×10”位置，正确操作后，将两表笔与待测电阻Rx相接，发现指针偏转角度过大，为得到比较准确的测量结果，应将选择开关“K”旋转到电阻挡_____ （填“×1”或“×100”）位置。更换欧姆挡重新调零并测量，指针如下图甲所示，其读数为____Ω。

(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如上图乙所示，读数为_____mm。

(3)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：

A．直流电源（电动势约为3.0V，内阻很小）

B．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）

C．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.15Ω）

D．电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω）

E.滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，最大允许电流1A）

F.滑动变阻器（阻值范围0~200Ω，最大允许电流2A）

G.开关、导线。

为了有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______。（填字母代号）

(4)在实验中，某同学按照图甲所示电路图进行连线，连成图乙所示的电路进行实验，请将图中接线错误之处改正过来_______。（多余的导线上画×表示删除，添加的导线用笔在图中画出）。

(5)用上问图甲所示电路进行测量金属丝的电阻，测量结果比真实值______（填“偏大”或“偏小”），造成这样误差的原因是________。

3．（2021·北京房山·一模）某实验小组利用一捆长度为L=100m铜芯导线测量铜的电阻率，实验如下：

（1）用螺旋测微器测铜芯线的铜芯直径示数如图所示，铜芯的直径D为___________mm；

（2）为多测几组数据，要求电压能从零开始连续调节，请用笔画线代替导线，在图中将未完成的实物电路补充连接好；(       )

（3）在方框内画出符合（2）问要求的实验电路图；(       )

（4）正确连接实物电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得的电流为I，电压为U，铜芯的直径为D。请用以上物理量写出铜的电阻率表达式=________

（5）实验小组通过查阅教材发现本实验测得的电阻率明显偏大，造成偏大的可能原因是(      )

A．电流表测得的电流大于通过铜芯导线的电流

B．实验时钢芯导线的温度过高

C．用螺旋测微器测得导线的铜芯直径偏大

D．选用的铜芯导线太长

4．（2021·北京房山·一模）某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，再把同样大小的b球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让a球仍从原固定点由静止开始滚下与b球相碰，碰后两球分别落在记录纸的不同位置，重复10次。

（1）关于实验，下列说法正确的是___________

A．实验时，a、b两个小球相碰后应同时落地

B．实验时，a、b两个小球的直径可以不相同

C．实验时，入射球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放

D．实验时，斜槽末端的切线必须水平

（2）实验必须测量的物理量是______（填序号字母）

A．a、b两个小球的质量ma、mb

B．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

C． a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度h

D． a、b两个小球离开斜槽轨道听做平抛运动的飞行时间

E.记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离

（3）入射a球从固定点下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果是否会有影响？并说明理由。__________

（4）如果以各球落点所在直线为x轴，以O为原点，A、B、C三点坐标分别为xA=0.4m，xn=1.0m，xC=1.2m，若碰撞中符合动量守恒。实验所用小球直径均为2cm则a、b两小球的质量之比________。

5．（2022·北京房山·一模）某同学测量电阻约为的一段圆柱形合金材料的电阻率，步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量其直径如图所示，圆柱形合金材料直径为_________mm；

（2）用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确测量其电阻，电压表应选________；电流表应选________。（填写器材前对应的序号字母）

A．电压表，量程0~3V，内阻约

B．电压表，量程0~15V，内阻约

C．电流表，量程0.6A，内阻约

D．电流表，量程0~100mA，内阻约

E.滑动变阻器R（）

F.电动势为3V的电源，内阻不计

G.开关S，导线若干

（3）该同学设计测量的电路图如图甲所示，请根据所设计的电路图，补充完成图乙中实物图的连线_______。

6．（2022·北京房山·一模）“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学在正确操作下打出了一条纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点0、1、2、3、4，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到0点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端。

（1）打点计时器打下计数点2时小车的速度大小________。（结果保留两位有效数字）

（2）另一名同学利用力的传感器改进实验，如图甲所示。将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车质量（包括传感器）不变时加速度跟所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的图像；图像不过坐标原点的原因是_______。

（3）实验改进后，是否仍需要满足细沙和桶的总质量远小于小车质量（包括传感器），请说明理由____________。

参考答案：

1．     AB     mgh2          9.67（9.57~9.78之间均可，但有效数字位数要正确）

【详解】(1)[1]A．为了充分利用纸带，应先接通电源后释放纸带，故A正确；

B．为了减小误差，纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上，故B正确；

C．根据机械能守恒的表达式，两边的质量可以抵消，故可知不需要测量质量，故C错误；

D．为了减小阻力对实验的影响，在实验时一般选择体积小质量大的实心金属球进行实验，故D错误。

故选D。

(2)[2]从打下O点到打下F点的过程中，下降的高度为，故重力势能减少量为

[3]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知F点的速度为

故动能增加量为

(3)[4]根据

得

所以图线的斜率为2g，即

解得g=9.67m/s2

2．     ×1     6Ω     0.728±0.02     C     E          偏小     电压表分流作用使得电流表示数比流过电阻的电流大

【详解】(1)[1]欧姆表中值电阻附近刻度线最均匀，读数误差最小，将两表笔与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大，则待测电阻小，表盘刻度太小，倍率太大，为了让指针靠近中央刻度附近，应换成小倍率×1挡。

[2]欧姆表读数=刻度盘读数×倍率，故读数为

Ω=6Ω

(2)[3]螺旋测微器的读数为

(3)[4]电路中的最大电流大约为

则电流表的量程选择0～0.6A，故电流表选择C。

[5]为了方便操作，应选和被测电阻阻值相差不大的滑动变阻器，滑动变阻器最大阻值过大，会造成电流示数变化过小，不利于操作，故选滑动变阻器E。

(4)[6]因为待测电阻远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法，修改后的电路图如图所示

(5)[7]测量偏小

[8]原因：电压表与被测电阻并联，电流表测量的是电压表和被测电阻的总电流，所以电压表的分流作用使得电流表示数比流过电阻的电流大，根据可知，测量值偏小。

3．     1.395（1.392mm~1.398mm）                    BC

【详解】（1）[1] 由图1所示螺旋测微器可知，铜芯直径

D=1mm+39.5×0.01mm=1.395mm（1.392mm~1.398mm）

（2）[2] 实验要求要求电压能从零开始连续调节，滑动变阻器应采用分压接法；电压表内阻很大，远大于铜芯导线电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示

（3）[3] 根据图示实物电路图作出实验电路图，实验电路图如图所示

（4）[4] 由欧姆定律可知，铜芯导线的电阻

由电阻定律可知

解得

（5）[5]A．电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测得的电流大于通过铜芯导线的电流，使所测电阻率偏小，故A错误；

B．铜芯导线的电阻率随温度升高而增大，实验时铜芯导线的温度过高会导致所测电阻率偏大，故B正确；

C．用螺旋测微器测得导线的铜芯直径偏大，会使所测电阻率偏大，故C正确；

D．只要铜芯线长度测量准确，选用的铜芯导线太长不会导致电阻率的测量值偏大，故D错误；

故选BC。

4．     AD     AE     不影响，因为实验时只要使小球a每次都从斜槽上同一位置由静止释放，不论小球与斜槽轨道间是否存在摩擦力，小球到达斜槽末端时的速度都相等，所以对实验没有影响。     2：1

【详解】（1）[1]A．碰撞时间极短，可认为碰撞后两球同时抛出做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，故实验时，a、b两个小球相碰后应同时落地故A正确；

B．实验时，两球要发生对心碰撞，a、b两个小球的直径必须相同，故B错误；

C．实验时，为保证入射球到达斜槽末端时的速度相等，入射球每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放，故C错误；

D．小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平，故D正确。

故选AD。

（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

两边同时乘以时间t得

则有

因此实验需要测量：两球的质量ma、mb，两球做平抛运动的水平位移。

故选AE。

（3）[3]不影响，因为实验时只要使小球a每次都从斜槽上同一位置由静止释放，不论小球与斜槽轨道间是否存在摩擦力，小球到达斜槽末端时的速度都相等，对实验没有影响。

（4）由（2）可知，实验需要验证的表达式为

xA=0.4m、xB=1.0m、xC=1.2m，即OA=0.4m，OB=1.0m，OC=1.2m，代入数据解得

ma：mb=2：1

5．     1.844     A     C    

【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量其直径为1.5mm+0.01mm×34.4=1.844mm；

（2）[2][3]因电源电动势为3V，则电压表应选A；若电流表用C，则电路可能达到的最大电流为

则电流表应选C。

（3）[4]电路连线如图

6．     0.19m/s     没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足     不需要满足，原因是：用力的传感器直接测出绳子拉力而不必利用沙桶的重力约等于绳子拉力

【详解】（1）[1]打点2的速度等于点1到点3间的平均速度

（2）[2]从a—F图像可知，有一定拉力后，才产生加速度，可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

（3）[3]不需要满足细沙和桶的总质量远小于小车质量，原因是：用力的传感器直接测出绳子拉力而不必利用沙桶的重力约等于绳子拉力。