湖南省岳阳市平江县高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题

这是一份湖南省岳阳市平江县高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题，共10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届湖南省岳阳市平江县高三（下）三模考试物理试题）小明所在学习小组，用中学实验室常见器材设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。图中a、b为两重物，用轻绳相连，b的质量大于a的质量，滑轮为轻质光滑滑轮。实验时从图示位置静止释放b，b下降且落到桌面后不再反弹，a上升但不与滑轮相碰。小明的学习小组已测量了a上升的总高度，要研究b从下落到刚要与桌面相碰这一过程中，a、b组成系统的机械能是否守恒，他们还需要测量的物理量有：_____、______、______。（填被测的三个物理量，及表示这三个物理量的字母）。若表达式____________成立（用设定的字母表示），即可验证机械能守恒定律成立。
2．（湖北省十堰市城区普高协作体2020-2021学年高二（上）期中物理试题）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3V，内阻Rv=10kΩ）
②电流表G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
③电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
④滑动变阻器R1（0-20Ω，2A）
⑤滑动变阻器R2（0-100，1A）
⑥定值电阻R3=0.5Ω
⑦开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电流表A的原因是____________；
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是___________A；
(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________（填写器材编号）；
(4)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V（保留三位有效数字），电源的内阻r=__________Ω（保留两位有效数字）。
3．（2022届湖南省岳阳市平江县高三（下）教学质量监测物理试题（三））图甲中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动。圆盘加速转动时，将角速度的增加量与对应时间的比值定义为角加速度，用β表示，，我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验，其中打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，图乙中……为计数点，相邻两计数点间有1个点未画出。实验步骤如下：
①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
③经过一段时间，关闭控制装置，依次停止圆盘转动和打点，取下纸带，进行测量，如图乙所示。
（1）测得圆盘的直径为1.0m；
（2）打下计数点C时，圆盘转动的线速度为_______m/s（结果保留两位小数）；
（3）纸带运动的加速度为_______m/s2，圆盘转动的角加速度为______。（结果均保留两位有效数字）
4．（2022届湖南省岳阳市平江县高三（下）教学质量监测物理试题（三））某同学利用下列器材测电源电动势和内阻：
A．待测干电池一节，电动势约为1.5V，内阻约零点几欧姆
B．直流电流表A，量程为0.6A，内阻未知
C．灵敏电流计G，量程为3mA，内阻Rg=30Ω
D．定值电阻R0=2Ω
E.滑动变阻器R1（0-10Ω）
F.电阻箱R2（0-1000Ω）
G.导线和开关
（1）该同学设计的思路是用伏安法测电源电动势和内阻，因此他需要先改装一个3V的电压表，他改装的方法是将灵敏电流计与电阻箱串联，电阻箱接入电路的电阻为________。
（2）为了使改装后的电压表示数变化尽可能的大一些，请你帮他设计一个测电源电动势和内阻的实验电路，画在下面的方框中。________
（3）实验中，当电流表A读数为I1时，灵敏电流计G读数为I2，当电流表A读数为I3时，灵敏电流计G读数为I4，由以上数据可以求出r =________，E =________。（用I1、I2、I3、I4、R0表示）
5．（浙江省强基联盟2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题）某同学用如图甲所示装置验证小车加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组和F。他们在坐标系中，得到如图乙所示的点。
①关于该实验的说法，下列正确的是( )
A．实验操作过程中需要平衡摩擦
B．该实验中，钩码的质量需远小于小车质量
C．该实验装置可以用于验证机械能守恒实验
②在实验操作完全正确的情况下，若已知小车的位移为x，小车的质量为M，请写出关于F的函数表达式__________；
③该同学实验后发现图像在横轴上有一正截距，原因可能是__________。
6．（2023届湖南省岳阳市平江县高三下学期三模考试物理试题）利用图甲电路测量某电池的内阻，其中为一段粗细均匀的铅笔芯，笔芯上套有一金属滑环（宽度和电阻不计，与笔芯良好接触并可自由移动）。实验器材还有：标准电池（电动势为，内阻不计），电阻箱（最大阻值为），灵敏电流计（量程为），待测电池（电动势小于，内阻未知），开关3个，刻度尺、导线若干等。
主要实验步骤如下：
a．测量出铅笔芯、两端点间的距离；
b．将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑环使电流计示数为零，测量出此时的长度；
c．改变电阻箱的阻值，重复步骤b，记录下多组及对应的值。
回答以下问题：
（1）步骤a中某同学用50分度游标卡尺测出铅笔芯、两端点间的距离，如图所示，____。
（2）步骤b中，移动滑环使的示数为零．此时电阻箱两端电压__________（用表示）。
（3）利用记录的多组数据，作出图像如图乙，则随变化的关系式为_____（用表示），根据图像可得待测电池的内阻_______。（保留两位有效数字）。
参考答案：
1． a的质量 b的质量 b刚要与桌面相碰时的速度v
【详解】[1][2][3]验证机械能守恒的表达式为
故还需要测量的物理量为a的质量，b的质量和b刚要与桌面相碰时的速度v；
[4]机械能守恒有
整理得
即可验证机械能守恒定律成立。
2． 见解析 0.603 R1 1.48 0.84
【详解】①[1]一节干电池的电动势约E=1.5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范围是0~10Ω，电路中最小电流约为
电流表A的量程是3A，被测电流值与电流表量程相比差距太大，因此不能用电流表A。
②[2]改装后电流表量程
③[3]根据以上分析可知，选用的滑动变阻器是R1。
④[4]由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为
E=1.48V
[5]电流表改装后，干路电流为电流表G示数的200倍，干路电流为200I，则
3． 0.58 4.7（或4.6或4.5） 9.4（或9.2或9.0）
【详解】（2）[1]由于每相邻两个计数点间还有1个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小
（3）[2][3]根据匀变速直线运动的推论公式
△x=aT2
可以求出加速度的大小，得
由于


故角加速度为
4． 970Ω （或） （或）
【详解】（1）[1] 电阻箱接入电路的电阻为
（2）[2]
电池内阻约零点几欧姆，在电路中接入定值电阻R0 ，R0可视为电源内组，这样在滑动变阻器改变滑片位置的时候，电压表示数会更加明显点。
（3）[3][4]改装后的电压表量程为3V，电流计的量程为3mA，可知改装后电流计的读数即为电压的读数值，忽略电流计中的电流时干路电流大小等于电流表A的电流大小，由闭合回路欧姆定律有
，
解得
，
若不忽略电流计中的电流，有
，
解得
，
5． A 平衡摩擦不足或没有平衡摩擦
【详解】①[1]A．实验中以F作为小车的合力，需要平衡摩擦力，故A正确；
B．该实验中是以F作为小车的合力，可以由弹簧测力计直接读出，不需要钩码的质量远小于小车质量，故B错误；
C．实验中平衡摩擦力后，除了重力对小车做功外，还有摩擦力和拉力对小车做功，所以该实验装置不能用于验证机械能守恒实验，故C错误。
故选A；
②[2]小车的末速度为
位移速度关系式为
牛顿第二定律为
联立可得
③[3]如果图像在横轴上有一正截距，说明拉力达到一定的值之后，小车才开始运动，所以有可能是平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦。
6． 41.20 1.5
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
（2）[2]由于电流计示数为零，则标准电池与铅笔芯、待测电池与电阻箱分别组成两个相对独立的电路，且，对标准电池与铅笔芯组成的回路，由闭合电路欧姆定律可知
（3）[3]对待测电池与电阻箱组成的回路，由闭合电路欧姆定律可知
则有
变形可得
[4]由图像可得纵截距为
斜率为
解得