天津市和平区高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题

这是一份天津市和平区高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题，共8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．（2023届天津市和平区高三下学期第三次质量检测物理试题）某实验小组同学要测量阻值约为350Ω的定值电阻Rx，现备有下列器材：
A 电流表A（量程为10mA，内阻约为100Ω）；
B．电压表V（量程为3V，内阻约为3kΩ）；
C．滑动变阻器R1（阻值范围为0~10Ω，额定电流为2A）；
D．定值电阻R2（阻值为750Ω）；
E．直流电源E（电动势为4.5V，内阻不计）；
F．开关S和导线若干。
（1）实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由计算得出。式中U与I分别为电压表和电流表的读数，则图________（填“甲”或“乙”）所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。
（2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则由此组数据可得待测电阻的测量值Rx=________Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3kΩ和100Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值R真=________Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
2．（2022届天津市和平区高三（下）第三次模拟考试物理试题）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）关于本实验，下列说法正确的是___________；
A．不需要测量出重物的质量m即可验证机械能是否守恒
B．释放纸带前提纸带的手应该尽量靠近打点计时器
C．用质量大、体积小的重物可以有效减小系统误差
D．各计数点的速度平方v2随下落高度h变化的图像是一条直线，即可证明重物下落过程机械能守恒
（2）进一步分析发现，本实验存在较大误差，为此设计出用如图乙所示的实验装置， 通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t 用毫米刻度尺测出AB 之间的距离H，用游标卡尺测得小铁球的直径d，当地重力加速度为g，多次改变高度H，重复上述实验，作出变化图像如图丙所示，当图线斜率k=___________时（用已知量g、d 表示），可判断小球下落过程中机械能守恒；
（3）实验中发现动能增加量与重力势能减少量总是存在一定的差值，增加下落高度后，这个差值将____________（选填“增加”、“减小”、“不变”）。
3．（2022届天津市和平区高三（下）第三次模拟考试物理试题）手机电池多为锂电池，这种电池的电动势并不是一个定值，刚充满的电池电动势约 4.2V，在使用过程中降低到3.2V时建议终止放电。为尽可能精确地测量出某手机电池刚充满电时的电动势，可供选用的器材如下：
A．电流表A：量程 0~0.6A、内阻约为0.6Ω
B．电压表V：量程 0~15V、内阻约为3kΩ
C．滑动变阻器R：最大阻值10Ω
D．电阻箱R：0~999.9Ω
E．待测手机电池E
F．一个开关及导线若干
（1）为使实验具有尽可能高的精度，下列电路中，应选用___________；
A． B．
C． D．
（2）根据设计的电路，用图像法处理数据，为保证得到的图像为直线，应作___________随___________变化的图像；
（3）若已知该图像斜率的绝对值为k，纵截距的绝对值为b，则电源电动势的大小为___________。
4．（天津市南开大学附属中学2021-2022学年高一（上）阶段检测物理试题（二））某同学在做“探究加速度与合外力之间关系”的实验，实验装置如图甲所示。
（1）按图甲正确组装实验器材，平衡小车所受的阻力。图乙中纸带的________端与小车相连（选填“”或“”）。
（2）关于实验操作，下列说法正确的是________。
A．实验中，需要垫高木板有打点计时器的一端来平衡摩擦力
B．平衡摩擦力就是放开拖着纸带的小车时，小车能够自由下滑即可
C．若用砂桶总重力作为小车合外力，则要求小车的质量远小于砂桶的质量
D．实验中拉着小车的细线必须与长木板平行
（3）如图乙所示为某次实验中打出的一条纸带的一部分，、、、、、、是纸带上7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个打出的点没有画出。已知打点计时器的电源频率为，由此可算出小车的加速度________（保留两位有效数字）。
5．（2021届天津市和平区高三（下）第三次质量调研物理试题）一实验兴趣小组欲测一段金属丝的电阻。由于实验室的电表均不能视为理想电表，该小组设计了如下电路图，其中R表示待测金属丝的阻值，RV表示电压表阻值，RA表示电流表阻值，R0表示定值电阻阻值。
回答下列问题：
①按照电路图甲连接好电路后，按照如下步骤进行测量：
i．闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表示数合适，记录下U和I1，I1=___________（用U和图甲中标注的符号表示）；
ii．再闭合S2，调节滑动变阻器R，保持电压表电压U不变，记录电流表示数I2；
iii．重复以上步骤，改变电压值，进行多次测量。
②该小组同学在进行数据处理时为了减小偶然误差，使用图像法处理数据。绘出U随（I2-I1）变化的图线斜率为k，则待测电阻R=___________（用题中所给符号表示）；
③在理论上，此方法的电阻测量值___________（填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。
参考答案：
1． 乙 300 333
【详解】（1）[1]由于
可知电流表分压更明显，故采用电流表外接法，则题图乙所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
（2）[2]根据读数规律可知，电压表的示数
电流表的示数为
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为
[3]电路误差在于电压表的分流，则
2． AC/CA 增大
【详解】（1）[1]A．本实验验证机械能守恒的表达式是否成立时，等式左右两边的质量可以消去，所以不需要测量出重物的质量m即可验证机械能是否守恒，故A正确；
B．由于重物速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，释放纸带前重物应尽量靠近打点计时器，则提纸带的手应该尽量远离打点计时器，故B错误；
C．用质量大、体积小的重物可以减小阻力对实验的影响，从而有效减小系统误差，故C正确；
D．假设重物下落过程受到一误差允许范围外的阻力，大小恒为f，则根据动能定理有
整理得
此时所得出的v2-h图像仍是一条过原点的直线，但重物的机械能显然不守恒，所以仅靠图像是一条过原点的直线这一结果不能推断出重物下落过程中机械能守恒的结论，还需要根据图像的斜率是否等于2g来判断，故D错误。
故选AC。
（2）[2]由于t和d均较小，所以可用t时间内的平均速度来近似替代小球经过光电门时的瞬时速度，即
根据机械能守恒定律有
整理得
所以图像的斜率为
（3）[3]增加下落高度后，重物克服阻力做的功增加，所以动能增加量与重力势能减少量的差值也会随之增大。
3． D /I-1 R /k-1
【详解】（1）[1]因为提供的电压表量程相对所测电动势而言过大，使得测量过程中电压读数误差较大，所以应选用电流表与电阻箱串联来设计电路，通过改变R而获取I，根据闭合电路欧姆定律构建方程并作出图线即可测得电源电动势和内阻。
故选D。
（2）[2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
为保证得到的图像为直线，应作随R变化的图像。
（3）[3]由题意可得
所以电源电动势的大小为
4． A AD＃DA 0.20
【详解】（1）[1]纸带与小车一起做匀加速直线运动，则纸带与小车相连一端的位移逐渐增大，所以平衡小车所受的阻力时，图乙中纸带的A端与小车相连。
（2）[2]A．实验中，需要垫高木板有打点计时器的一端来平衡摩擦力，故A正确；
B．平衡摩擦力就是放开拖着纸带的小车时小车能够做匀速直线运动，故B错误；
C．若用砂桶总重力作为小车合外力，则要求小车的质量远大于砂桶的质量，故C错误；
D．实验中拉着小车的细线必须与长木板平行，才能保证细线的拉力为小车的合外力，因为小车沿木板运动，其合外力一定是与长木板平行的，故D正确；
故选AD。
（3）[3]依题意，相邻计数点间的时间间隔为
利用逐差法，则小车的加速度为
5． 等于
【详解】①i[1]根据串并联电路的特点有
②[2]再闭合S2，调节滑动变阻器RL，保持电压表电压U不变，记录电流表示数I2，有
联立解得
整理可得
绘出U随（I2-I1）变化的图线斜率为k，则有
解得
③[3]在理论上，此方法的电阻测量值等于真实值。