广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-09物理实验

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广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-09物理实验

一、实验题
1．（2021·广东茂名·统考二模）如图（甲）所示为已使用过的一大捆单股铜芯导线，现需知道剩下导线的长度为此小英做了如下实验。

（1）查资料得到铜的电阻率为。
（2）用小刀割去铜芯导线外皮，再用螺旋测微器测定裸露的铜线的直径d，如图（乙）所示，则可读得d=___________mm，计算出铜线的横截面积。
（3）用如图丙所示的电路来测定铜丝电阻R，请根据图（丙）把图实物连接完整___________。
（4）根据图丙，按以下步骤测定电阻R，请补充未完善的步骤：
①闭合开关S1，把开关S2拨向1，记下电压表的示数为U0；
②把开关S2拨向2，___________，此时电阻箱的阻值即为R的阻值。
（5）剩下铜芯导线的长度为___________（用测出的物理量符号表示）。除了小英的方法外，请你提出测量导线长度的另一种可行方法：___________。
2．（2022·广东茂名·统考二模）某小组研究光敏电阻阻值随光照强度的变化规律。实验已选用了规格和量程合适的器材。
（1）用多用电表粗测光敏电阻在实验室正常光照条件下的阻值。选择×1k倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节_________旋钮，使指针指在“0Ω”处。将两表笔与光敏电阻连接，测量的示数如图甲，则其电阻为________Ω。

（2）按图乙连接好电路进行测量。

①合开关S前，将电阻箱调至_______（选填“最大值”或“最小值”）。将一光源对准光敏电阻的透光窗口，利用手机软件测量光敏电阻所处位置的光照强度。闭合开关S，调节电阻箱，使电压表（可视为理想电表）的指针偏转到某一位置。待示数稳定后记录此时的光照强度，测出电压表的示数U和电阻箱阻值，断开开关S。已知电源电动势为E，内阻可以忽略不计，则此时光敏电阻阻值________。
②改变光敏电阻处的光照强度，测量不同光照强度下的光敏电阻阻值，并据此绘出如图丙的关系图线，可以大致得到光敏电阻阻值随光照强度的变大而________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
3．（2022·广东茂名·统考二模）某学习小组为了测量一个电流表的内阻，设计了如图所示的电路。已知被测电流表量程为0~0.6A，电源电动势约为3V。

（1）电路中的电压表应选择______，定值电阻应选择______，滑动变阻器应选择______；
A．量程0~3V，内阻约为3kΩ的电压表；
B．量程0~15V，内阻约为15kΩ的电压表；
C．5Ω的定值电阻；
D．20Ω的定值电阻：
E．调节范围0~20Ω的滑动变阻器；
F．调节范围0~100Ω的滑动变阻器；
（2）实验过程中记录的电压表和电流表上的数据如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.51
1.05
1.56
1.97
2.29
2.70
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.38
0.46
0.52
（3）按第（2）中表格内的数据，在以下坐标系内描点，并作出图像________；

（4）根据（3）题中的图像，计算出被测电流表的内阻为______欧姆。（计算结果保留两位有效数字）
4．（2022·广东茂名·统考模拟预测）某实验小组利用图甲所示电路探究金属丝电阻与长度的关系。粗细均匀的金属丝两端接线柱a、b分别与刻度尺的0刻度线和刻度线对齐。稳压电源输出电压恒为。

（1）从电路安全角度考虑，闭合开关S前，小金属夹P夹于a端。
（2）将小金属夹分别夹于金属丝的C点和D点时，电流表（量程为）读数分别如图乙或图丙所示。C和D点分别与刻度尺的刻度线和刻度线对齐，则图乙是小金属夹夹在_____（选填“C”或“D”）时电流表的读数，读数为______。
（3）根据以上信息计算该金属丝单位长度的电阻为______（保留两位有效数字）。
（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化_______。

5．（2022·广东茂名·统考模拟预测）打点验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。

（1）除图示器材外，下列器材中，需要的是__________；
A．直流电源（12V）
B．交流电源（，）
C．天平及砝码
D．刻度尺E.导线
（2）打点计时器打出的一条纸带的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度。打点计时器在打出b点时锤下落的高度=_______，下落的速度为vb=________（计算结果保留3位效数字）。

（3）某同学测出各计数点到O点的距离h，得到速度平方，并作出图像，设重力加速度为g，得到结论：“图像过原点的直线，则机械能不一定守恒，则斜率略小于。”，上述观点是否正确：__________。（填“正确”“不正确”）
6．（2022·广东茂名·统考模拟预测）某同学利用智能手机研究木块在水平木板上的运动，进而计算木块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，带滑轮的长木板水平放置，轻绳跨过固定在长木板末端的滑轮，一端连接重物，另一端连接木块，具有加速度测量功能的手机固定在木块上，调节滑轮的位置使轻绳与长木板平行，重物离地面足够远。实验时，先用天平测出木块和手机的总质量M。按图甲安装好实验装置，先打开手机的“加速度传感器”小程序，再释放重物，轻绳带动木块运动，直至木块碰到缓冲器后结束测量（已知当地重力加速度g）。


（1）在智能手机上显示的加速度t图像如图乙所示。由图像知，在误差允许的范围内，木块在内可认为做__________运动（选填“匀速直线”“匀加速直线”或“匀减速直线”），根据图像可求得木块与缓冲器碰撞前瞬间的速度大小约为__________；（计算结果保留两位有效数字）
（2）根据手机记录的木块运动加速度a，要计算出木块与木板间的动摩擦因数，还需要测量的物理量是____________（填物理量及相应的符号），计算动摩擦因数的表达式为__________（用所测物理量的字母表示）。
7．（2022·广东茂名·统考模拟预测）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用下列方法测量其常温下的阻值。
（1）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作指针偏转如图甲所示。实验小组应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出热敏电阻阻值；

（2）实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后，用以下的器材精确测量它的阻值。
A．电源（E=5V，内阻约为1Ω）
B．电流表（0~5mA，内阻约为5Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
D．电压表（0~5V，内阻约为3kΩ）
E.电压表（0~15V，内阻约为10kΩ）
F.滑动变阻器R（0~10Ω，允许通过的最大电流为10mA）
G.开关
H.导线
①为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值，电流表选_______，电压表选_______；（选填元件前面的序号）
②下列电路图设计合理的是_______。（选填“乙”或“丙”）

（3）已知热敏电阻与温度的关系如下表所示：
t/℃
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
/Ω
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0
利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丁所示，图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压低于6.0V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为60℃，则图中电阻箱R的阻值应为_______Ω。测试发现温度达到55℃时报警器就开始报警，则应______（选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。

8．（2022·广东茂名·统考二模）用图甲的装置研究物体的落体运动（所需电源装置没有画出），已知打点计时器打点的周期为T，图乙是某次实验得到的一条纸带。请按题目要求作答：

（1）可以判断，连接下落物体的夹子夹在图乙纸带的___________（选填“左”或“右”）端；
（2）若s2=5.32cm，s3=6.84cm，T=0.02s.则在纸带上打下点A时物体的速度vA=_________m/s（结果保留3位有效数字）；
（3）若用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度a=__________（用T和纸带上标出的所有位移符号表示）。
9．（2022·广东茂名·统考一模）某同学为研究小灯泡功率随电压变化的关系，准备的器材有：
A．小灯泡L（额定电压）             B．电压表V（量程，内阻）
C．电流表A（量程，内阻约）    D．定值电阻
E．滑动变阻器                   F．电源E（电动势，内阻）    G．开关S，导线若干
（1）为了较完整地研究小灯泡功率随电压变化的关系，需要利用定值电阻对电压表进行改装．已知定值电阻有和两种规格，为了完成实验并减小误差，应选用________规格的电阻．（选填“”或“”）
（2）该同学设计好实验电路图后已经连好了部分导线，请用笔画线代替导线将实物图连线补充完整．________

（3）闭合开关S前，滑片应置于滑动变阻器最________（填“左”或“右”）端．移动滑片，当电压表示数为时，电流表的示数如图乙所示，电流值为_______A，此时灯泡消耗的功率______W（计算结果保留2位有效数字）．
10．（2022·广东茂名·二模）某课外兴趣小组利用如图所示的实验装置研究“加速度、力与质量的关系”。

（1）实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打c点时小车的速度大小vc=_________m/s（保留两位有效数字）。

（2）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量M，分别测得不同质量情况下的加速度a的数据如下表所示。
次数
1
2
3
4
加速度a/（）
0.62
0.48
0.32
0.15
质量M/kg
0.25
0.33
0.5
1
（3）关于该实验，下列说法正确的是______
A．实验过程中不需要满足钩码质量远小于小车质量
B．若验证加速度与质量成反比，最好作a-M关系图
C．用到了控制变量法
11．（2022·广东茂名·模拟预测）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

（1）本实验采用的科学方法是：__________；
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是_____________（填“”或“”）
（3）下列叙述正确的是__________；
A．同一次实验过程中，结点的位置必须都在同一位置点，不能随意变动
B．用两只弹簧测力计拉橡皮条间的夹角为，以便算出合力的大小
C．两个分力之间的夹角越大越好
D．细绳应与木板平面平行
12．（2022·广东·模拟预测）现用伏安法研究小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡上标有“”字样，供选器材有：
A．电压表V1（，内阻约为）
B．电压表V2（，内阻约为）
C．电流表（量程为，内阻为）
D．电流表（量程为，内阻约为）
E．定值电阻（）
F．滑动变阻器R（，）
G．电源E（，内阻约为）
H．单刀开关S一个、导线若干
（1）要求测量范围尽可能大，且测量尽量准确，并能测量小灯泡的额定电流，实验中应选用的两个电表分别是______、______（填对应器材前的字母序号）；
（2）请利用选择的器材，在甲图虚线框里把实验电路图补充完整（并在图中标明所选器材的电学符号）______；

（3）实验测得多组、数据，作出小灯泡的伏安特性曲线I-U如图乙所示；
（4）现将该小灯泡与另一完全相同的小灯泡并联，再与另一相同定值电阻R串联，接到电源E两端，如图丙所示。电源电动势，内阻不计，，则电路稳定时灯泡的功率为______W。（保留三位有效数字）
13．（2022·广东茂名·模拟预测）某实验小组要求用实验测定小灯泡的功率，实验室给出了以下器材。
A．待测小灯泡（额定电压1.5V，额定功率约0.5W）
B．电流表A1（量程0～3A，内阻约1Ω）
C．电流表A2（量程0～300mA，内阻约5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻很大）
E.滑动变阻器R1（总阻值25Ω）
F.滑动变阻器R2（总阻值1kΩ）
G.标准定值电阻R3（阻值5.00Ω，阻值随温度的变化可忽略）
H.电源（电动势E＝4.5V，内阻不计），导线若干，开关S一只

(1)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图（a）所示电路，其中电流表应该选用______（填“B”或“C”），滑动变阻器R应选用______；（填“E”或“F”）
(2)实验中测得多组电流表示数I和电压表示数U，在I﹣U坐标系中作图，得到如图（b）所示图象，由图象可知，小灯泡在额定电压下，其阻值为______Ω，额定功率为______W；
(3)当定值电阻R3两端电压为1.00V时，由图（b）求出此时小灯泡电阻为______Ω（计算结果保留三位有效数字），由图象可知，灯丝电阻率随通过电流的增大而______（填“增大”“不变”或“减小”）。
14．（2022·广东茂名·模拟预测）某同学利用如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：

①测量小球B的直径d，测量球A的质量m1、球B的质量m2；
②由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为∆t；
③该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量∆E、和系统重力势能的减少量∆Ep；
④多次重复步骤②、③，记录下数据；
⑤若在误差允许的范围内∆Ek=∆Ep，系统机械能守恒。
（1）实验中还需要测量的物理量是______。
A．小球A的直径d
B．球A到O点的距离l1
C．球B到O点的距离l2
（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能△Ek=______系统减少的重力势能∆Ep=______[用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示]。

参考答案：
1． 1.375（1.372~1.377均可） 调节电阻箱的阻值，使电压表的示数也为U0 先测量这一捆导线的重力G，然后剪下一小段导线，测出其长度和重力分别为L0、G0，根据计算出剩下导线的总长度
【详解】（1）[1] 铜线的直径

（2）[2] 按图连线如图所示

（3）[3] 用单刀双掷开关测导线的电阻，显然是用等效代换的方法达到目的的，由于把S2接1时，待测电阻接入电路，电压表示数为U0，再把S2接2时，电阻箱替代了待测电阻，只有电压不变，即调节电阻箱的阻值，使电压表的示数也为U0，则两电阻值就相等。
（4）[4]电阻定律有

解得

[5] 先测量这一捆导线的重力G，然后剪下一小段导线，测出其长度和重力分别为L0、G0，根据

计算出剩下导线的总长度

2． 欧姆调零 16k（或、16000、16.0k、） 最大值 变小
【详解】（1）[1]选择×1k倍率的欧姆挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在“0Ω”处；
[2]如图甲所示，指针恰好指在16刻度上，多用电表欧姆挡不需要估读，所选倍率×1k，所以阻值为16kΩ，也可以采用科学记数法。
（2）①[3][4]为了保护电路，电阻箱的阻值应先调到最大值，使得回路总阻值最大，回路电流最小，因此电压表的电压值最小，避免电压表的指针超过电压表的量程。由闭合电路欧姆定律可知

整理可得

②[5]由图丙可知横坐标为光照强度，纵坐标为光敏电阻阻值，随着光照强度的变大，光敏电阻的阻值变小，但二者无线性关系。
3． A C E
【详解】（1）[1]电源电动势约为3V，则为了减小读数误差，电压表应选择0~3V的量程。
[2] [3]由电路图可知，电压表测定值电阻和电流表的总电阻。当电流表示数为0.6A时，可得电路中的最小电阻为

因此，定值电阻应选择的，滑动变阻器应选择调节范围0~20Ω的滑动变阻器。
（3）[4]描好点后画线时要让尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧，从而减少误差，如下图所示

（4）[5]由图像的斜率可得

解得，电流表的内阻为

4． C 50 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变
【详解】（2）[1]金属夹与b之间的电阻丝连入电路中，C和D点分别与刻度尺的刻度线和刻度线对齐，则C点对应的电阻丝阻值大于D点对应的电阻丝阻值，根据欧姆定律

图乙电流示数较小，小金属夹夹在C点。
[2]读数为
0.40A+0=0.40A
（3）[3]设定值电阻的阻值为R0，金属丝单位长度的电阻为r，当接到C点时

图丙读数为0.50A，当接到D点时

解得

（4）[4]刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。
5． BDE/BED/DBE/DEB/EBD/EDB 19.40/19.38/19.39/19.41/19.42 1.94/1.93/1.95 不正确
【详解】(1)[1]打点计时器需要使用交流电源，实验需要导线，处理实验数据需要用刻度尺测计数的距离，实验不需要测量重锤的质量，BDE正确；
(2)[2][3]由图示可知，其分度值为1mm，打点计时器在打出b点时锤下落的高

电源的频率是50Hz，打点计时器打点时间间隔T=0.02s，则b点的速度

(3)[4]重锤下落过程机械能守恒，由机械能定律得

整理得

则与成正比，图像是经过原点的倾斜直线，图像的斜率为

重锤下落实际上要受阻力作用，因此图像的斜率略小于2g，所以上述观点不正确。
6． 匀加速直线 0.96（0.90-1.0均可给分） 重物的质量m
【详解】（1）[1]由图乙可知，在误差允许的范围内，木块在内加速度恒定不变，可以为做匀加速直线运动，
[2]根据

变形得

可知a-t图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量。整体从静止开始运动，在木块与缓冲器碰撞前，整体一直向左加速，则加速度为正值，所以在a上半轴与时间围成的面积即为碰前木块的速度，由图知每小格表示的速度大小为

根据数格子的方法可知，大约有9个小格，则碰前木块的速度为

（2）[3][4]根据牛顿第二定律，对重物有

对手机和木块有

联立解得

可知还需要测量的物理量是重物的质量m。
7． ×100 B D 丙 80 调小
【详解】（1）[1]选择“×10”倍率时，指针偏转角度偏小，重选相邻的大倍率“×100”。
（2）[2][3]电源电动势是5V，电压表选择0~5V，电压全部加在热敏电阻上，电流约为5mA，电流表量程选0~5mA。
[4]滑动变阻器的最大阻值远远小于热敏电阻阻值，所以用分压式连接。
（3）[5]若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由

解得电阻箱阻值应调为

[6]测试发现温控室中温度达到55℃时报警器就开始报警，说明热敏电阻偏大，所以应调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
8． 左 1.52
【详解】（1）[1]观察纸带可知左边点迹比较密集，故连接下落物体的夹子应夹在图乙纸带的左端。
（2）[2]观察纸带上每段位移均对应了2段时间间隔T，所以

（3）[3]用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度

9． 1kΩ 见解析图 左 0.20 0.30
【详解】（1）[1]若将R0=1kΩ的定值电阻与电压表串联，可改装成量程为

的电压表即可；
（2）[2]因小灯泡的电阻较小，则采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图；

（3）[3]闭合开关S前，滑片应置于滑动变阻器最左端；
[4]移动滑片，当电压表示数为1V时，实际电压是1.5V电流表分度值为0.02A，示数为0.20A，此时灯泡消耗的功率
P=IU=0.30W
10． 0.17 AC
【详解】（1）[1]在打c点时小车的速度大小

（3）[2]A.实验过程中因有力传感器测量小车受到的拉力，则不需要满足钩码质量远小于小车质量，选项A正确；
B.若验证加速度与质量成反比，最好作a-关系图，选项B错误；
C.此实验用到了控制变量法，选项C正确。
故选AC。
11． B AD/DA
【详解】（1）[1]此实验用到的方法是等效替代法，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]图乙中F是用平行四边形定则画出来的理论值，所以方向一定沿方向的是。
（3）[3] 做实验时，细绳应与木板平面平行，且同一次实验过程中，结点的位置必须都在同一位置点，不能随意变动。两个分力之间的夹角没有要求，通常在之间即可。故BC错误，AD正确。
故选AD。
12． C D 0.0552
【详解】（1）[1][2]灯泡额定电压为3.8V，电压表A量程太小不能测出额定电压下的电流，电压表B量程太大，测量误差太大，因此不能用两电压表测电压，可以用已知内阻电流表改成成电压表测电压，另一电流表测电流，因此需要的电表为CD。
（2）[3]把已知内阻的电流表C与定值电阻E串联改装成电压表测电压，用另一电流表D测电流，由于电压表内阻已知，电流表可以采用外接法；描绘灯泡伏安特性线电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示

（3）[4]设流过每一只灯泡的电流为I，由图丙所示电路图可知，路端电压


在灯泡I-U坐标系内作出上述的图象，由图示图象可知，流过灯泡的电流为，两端电压，则灯泡功率


13． C E 5 0.45 1.25 增大
【详解】(1)[1] 小灯泡的额定电压为1.5V，小灯泡的额定功率为0.5W，故额定电流

从安全和精确度方面考虑，所以电流表量程选300mA的C；本实验采用分压接法，为了便于调节，滑动变阻器应选择总阻值较小的E；
(2)[2][3]当电流表示数为0.30A时，定值电阻两端电压
U3=IR3=0.30×5.00V=1.50V
由图（b）可知此时电压表示数为3.00V，则小灯泡两端电压为
UL=3.00-U3=1.50V=U额
所以电阻

额定功率
P额=I额U额=0.30×1.50W=0.45W
(3)[4][5] 当定值电阻两端的电压为1.00V时，其电流

由图（b）可知此时电压表示数为1.25V，则小灯泡两端电压为
U′L=1.25V-1.00V=0.25V
电阻

由此可知，通过小灯泡的电流较小时其阻值小，通过电流较大时其阻值大，因此灯丝电阻率通过电流的增大而增大。
14． BC
【详解】（1）要验证两球组成的系统机械能守恒，必须知道两球重力势能的变化，故需要测出两球重心高度的变化，即球A到O点的距离l1和球B到O点的距离l2；小球直径不需要测量。
故选BC。
（2）[2]在轻杆由水平转至竖直的过程中，最终球B的速度为

根据两球的角速度相等得

解得球B的速度为

则系统增加的动能

[3]A球的重力势能增加，B球的重力势能减少，系统重力势能的减少量为