湖南省永州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题

这是一份湖南省永州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题，共11页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。

一、实验题
1．（2021届湖南省永州市高三（下）高考第三次模拟考试物理试题）用如图所示的装置验证小球做自由落体运动过程中机械能守恒，图中O为静止释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。
(1)若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有________（填选项前的字母）。
A．小球的质量m
B.小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C.小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t
D.小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h
(2)作出v2­h图像，由图像算出其斜率k，当k＝________时可以认为小球做自由落体运动过程中机械能守恒。
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议：___________________。
2．（2021届湖南省永州市高三（下）高考第三次模拟考试物理试题）某兴趣小组欲测定一只标有“4.0 V，0.8 W”的小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下：
双量程电压表V（量程为0~3V时的内阻rV1＝9kΩ；量程为0~15V时的内阻rV2＝15kΩ）；电流表A（量程100mA，内阻rA＝10Ω）；标准电阻R1（阻值为3kΩ），标准电阻R2（阻值为15kΩ），标准电阻箱R3（阻值0~999.9Ω）；滑动变阻器R4（阻值0~10Ω）；学生稳压电源（电动势E＝6 V，内阻不计）；单刀双掷开关S，开关K，导线若干。
（1）实验需要小灯泡两端电压可以在0到4.0 V之间任意调节，小组设计安装了如图（a）所示实验电路，其中标准电阻R应选________（填“R1”或“R2”）；
（2）根据实验要求，电阻箱R3的阻值应调节到________（填“10.0Ω”或“20.0Ω”）；
（3）连接好电路，开关S分别接a、b，调节滑动变阻器测得多组数据，对数据进行处理后，作出小灯泡的I－U图像，如图（b）所示，其中S接a时得到的图像应是图中的曲线________（填“1”或“2”）；在1、2两条曲线中，曲线________（填“1”或“2”）更接近小灯泡真实的伏安特性曲线；
（4）虚线3、4分别为曲线1、2上P、Q两点的切线，由图可知，当小灯泡两端电压为2.75 V时，灯丝电阻为________Ω（保留三位有效数字）。
3．（2022届湖南省永州市高三（下）高考第三次适应性考试物理试题）某同学用DIS实验装置来验证“机械能守恒定律”，如图甲，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球。实验步骤如下：
①将质量为m的小球拉至与竖直方向夹角为处的A点无初速释放；
②通过软件描绘出细线拉力大小F随时间变化如图乙；
③改变无初速释放小球时细线与竖直方向夹角值，重复实验，得到多组数据。
（1）小球由A点无初速释放到第一次回到A点的时间为___________（用含有的符号表示）；
（2）如图丙，以为横轴，以小球运动到最低点时细线拉力大小为纵轴，描点绘图，已知当地的重力加速度为g，当图像斜率___________；纵轴截距___________时，即可验证小球机械能守恒。（用题中所给物理量符号表示）
4．（2022届湖南省永州市高三（下）高考第三次适应性考试物理试题）一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经正确操作后，指针指示如图甲，为了使测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡___________挡（选填“”“”）。
（2）使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图乙所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻
B．灵敏电流计G
C．定值电阻
D．电阻箱
E．粗细均匀的电阻丝（在电路中的段长）
F．滑动变阻器
G．电源
H．刻度尺
I．线夹、开关以及导线若干
①在闭合开关S前，将线夹大致夹于电阻丝AB中部位置，滑片应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片至某一位置，然后不断调节线夹所夹的位置，直到灵敏电流计示数为零，测出此时段电阻丝长度，则___________（用、、表示），代入数据得___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻换成电阻箱，并按照①中的操作，当灵敏电流计系数为零时，电阻箱的阻值为；然后将电阻箱与交换位置，保持线夹的位置不变，调节电阻箱，再次使灵敏电流计示数为零，此时电阻箱的阻值为，则电阻___________（用、表示）。
5．（2023届湖南省永州市高三下学期三模物理试题）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下：
（1）试以l为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线______，并利用此图线求出重力加速度______m/s2（结果保留三位有效数字）。
（2）某同学在某次实验中，将每次测得的周期T及测得的摆长L代入公式计算重力加速度的值，但每次的测定值总是偏大，其原因可能是______ 。
A．计算摆长时，只考虑了摆线的长度，没有加上摆球的半径
B．数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次
C．摆线上端未牢固地固定，振动中出现了松动导致摆线长度变长了
6．（2023届湖南省永州市高三下学期三模物理试题）某物理实验小组看到一则消息：锂硫电池的能量密度高，可使电动汽车的续航从500km提升至1500km，手机一个星期都不需充电。这激起了同学们对电池的研究热情，他们从市场上买来一新款电池，要测量这款电池的电动势E和内阻r，并利用这个电池提供电能测量一未知电阻的阻值，设计了如图甲所示的实验电路。器材如下：
A．待测电池（电动势E、内阻r）
B．待测电阻Rx（约9Ω）
C．电流表A1（量程1A、内阻很小）
D．电流表A2（量程3A、内阻很小）
E．电阻箱（最大阻值99.9Ω）
F．开关一只，导线若干
实验步骤如下：
（1）根据电路图，请在图乙的实物图中画出连线；______
（2）根据记录的电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2，以为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值为横坐标，得到的图像如图丙所示。则由图丙可得待测电阻R=______Ω（结果保留1位小数）；

（3）图丁是以电流表A1的读数为横坐标，以电流表A2的读数为纵坐标得到的图像。利用第（2）的结果，由图可求得E=______V，r=______Ω（结果均保留1位小数）。
l/m
0.5
0.8
0.9
1.0
1.2
T/s
1.42
1.79
1.92
2.02
2.22
T2/s2
2.02
3.20
3.69
4.08
4.93
参考答案：
1． BD g 相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的小球做实验等（其他合理表述均可，）
【详解】(1)机械能守恒的关系式
所以不需要测量物体的质量；需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v和小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h；不需要测量运动时间t；
故选BD。
(2)由以上公式可知
即
所以图像的斜率表示g，可以认为小球做自由落体运动过程中机械能守恒。
(3)减小实验误差的方法有相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的球做实验等。
2． R1 10.0 Ω 2 1 15.7（15.6~15.8均可）
【详解】（1）[1]虽然电压表V2的量程大于4.0V，但示数无法超过量程的三分之一，读数误差较大，所以需要将电压表V1进行改装从而扩大量程，即给电压表V1串联标准电阻，根据串联电路分压规律可得
解得需要串联标准电阻的阻值为R=3kΩ，故标准电阻R应选R1。
（2）[2]小灯泡的额定电流为
电流表A的量程小于200mA，所以需要对A进行改装从而扩大量程，即给A并联电阻，根据并联电路分流规律可知电阻箱R3的阻值应调到与rA相等，即10.0Ω。
（3）[3]由题图（a）可知，当S接a时电流表内接，当S接b时电流表外接，所以前者所描绘的I-U图线反映的电阻应比后者的大，所以图线上的点与原点连线的斜率较小，故S接a时得到的图像应是图中的曲线2。
[4]小灯泡正常发光时的电阻为
改装后电流表和电压表的等效内阻分别为
则
所以电流表外接时测量误差较小，因此曲线1更接近小灯泡真实的伏安特性曲线。
（4）[5]由题图（b）可知当小灯泡两端电压U=2.75V时，电流I=0.175A，此时灯丝的电阻为
考虑到读图误差，答案在15.6~15.8之间均可。
3． 2T0 - 2mg 3mg
【详解】（1）[1]由乙图可得，小球由A点无初速释放到第一次回到A点小球经过最低点两次，则拉力出现最大值两次，故小球由A点无初速释放到第一次回到A点的时间为2T0。
（2）[2][3]小球重心与悬点距离记为r，小球经过最低点时，绳子上的拉力与最低点速度关系为
则判断机械能守恒的表达式为
联立可得
则图像斜率
纵轴截距
b = 3mg
4． 不变 40
【详解】（1）[1]选择开关拨至欧姆挡“”挡，由图甲所示可知，指针偏转角度很大，说明倍率挡位选择较大，则为了使测量结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“”挡；
（2）[2]使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则有
由于满偏电流不变，电源的电动势不变，说明欧姆调零后欧姆表内阻不变，故测量结果不变；
（3）① [3][4]由电桥法原理可知，当灵敏电流计示数为零时满足
可得
代入数据解得
② [5]根据①问的原理可知，交换位置前有
交换位置后有
联立可得
解得
5． 9.50（均可） B
【详解】（1）[1]根据图表中数据描点连线可得图线如下图所示
[2]单摆的周期公式
可得
所以斜率是，即
代入图线中数据可知
（2）[3]A．计算摆长时，只考虑了摆线的长度，没有加上摆球的半径会导致摆长偏小则重力加速度测量值偏小，故A错误；
B．数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次，会导致周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大，故B正确；
C．摆线上端未牢固地固定，振动中出现了松动导致摆线长度变长了，则记录值比实际偏小使重力加速度测量值偏小，故C错误。
故选B。
6． 10.0 14.3 5.3
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示：
（2）[2]电流表A1测通过Rx的电流，电流表A2测干路电流，同时R与Rx并联，则由欧姆定律可得
整理得
结合丙图可知，纵轴的截距为1；根据图中数据可知，图线的斜率为
根据公式可知，此时的斜率即为Rx的阻值，即Rx的值为10.0Ω。
（3）[3][4]由题意及全电路欧姆定律可得
变形可得
即
解得
r=5.3Ω
E=14.3V