天津市和平區(qū)高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）按題型分類(lèi)匯編-02實(shí)驗(yàn)題

這是一份天津市和平區(qū)高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）按題型分類(lèi)匯編-02實(shí)驗(yàn)題，共8頁(yè)。試卷主要包含了實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、實(shí)驗(yàn)題
1．（2023屆天津市和平區(qū)高三下學(xué)期第三次質(zhì)量檢測(cè)物理試題）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)要測(cè)量阻值約為350Ω的定值電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：
A 電流表A（量程為10mA，內(nèi)阻約為100Ω）；
B．電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩ）；
C．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍為0~10Ω，額定電流為2A）；
D．定值電阻R2（阻值為750Ω）；
E．直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）；
F．開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干。
（1）實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種測(cè)量電路，電阻的測(cè)量值可由計(jì)算得出。式中U與I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)，則圖________（填“甲”或“乙”）所示電路的測(cè)量值更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值。
（2）若采用（1）中所選電路進(jìn)行測(cè)量，得到電壓表和電流表的示數(shù)如圖丙所示，則由此組數(shù)據(jù)可得待測(cè)電阻的測(cè)量值Rx=________Ω，若所用電壓表和電流表的內(nèi)阻分別按3kΩ和100Ω進(jìn)行計(jì)算，則由此可得待測(cè)電阻的真實(shí)值R真=________Ω。（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
2．（2022屆天津市和平區(qū)高三（下）第三次模擬考試物理試題）某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是___________；
A．不需要測(cè)量出重物的質(zhì)量m即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒
B．釋放紙帶前提紙帶的手應(yīng)該盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．用質(zhì)量大、體積小的重物可以有效減小系統(tǒng)誤差
D．各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度平方v2隨下落高度h變化的圖像是一條直線，即可證明重物下落過(guò)程機(jī)械能守恒
（2）進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)存在較大誤差，為此設(shè)計(jì)出用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置， 通過(guò)電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)電門(mén)B時(shí)，通過(guò)與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出）記錄擋光時(shí)間t 用毫米刻度尺測(cè)出AB 之間的距離H，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小鐵球的直徑d，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出變化圖像如圖丙所示，當(dāng)圖線斜率k=___________時(shí)（用已知量g、d 表示），可判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒；
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量與重力勢(shì)能減少量總是存在一定的差值，增加下落高度后，這個(gè)差值將____________（選填“增加”、“減小”、“不變”）。
3．（2022屆天津市和平區(qū)高三（下）第三次模擬考試物理試題）手機(jī)電池多為鋰電池，這種電池的電動(dòng)勢(shì)并不是一個(gè)定值，剛充滿的電池電動(dòng)勢(shì)約 4.2V，在使用過(guò)程中降低到3.2V時(shí)建議終止放電。為盡可能精確地測(cè)量出某手機(jī)電池剛充滿電時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，可供選用的器材如下：
A．電流表A：量程 0~0.6A、內(nèi)阻約為0.6Ω
B．電壓表V：量程 0~15V、內(nèi)阻約為3kΩ
C．滑動(dòng)變阻器R：最大阻值10Ω
D．電阻箱R：0~999.9Ω
E．待測(cè)手機(jī)電池E
F．一個(gè)開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）為使實(shí)驗(yàn)具有盡可能高的精度，下列電路中，應(yīng)選用___________；
A． B．
C． D．
（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，用圖像法處理數(shù)據(jù)，為保證得到的圖像為直線，應(yīng)作___________隨___________變化的圖像；
（3）若已知該圖像斜率的絕對(duì)值為k，縱截距的絕對(duì)值為b，則電源電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi)__________。
4．（天津市南開(kāi)大學(xué)附屬中學(xué)2021-2022學(xué)年高一（上）階段檢測(cè)物理試題（二））某同學(xué)在做“探究加速度與合外力之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
（1）按圖甲正確組裝實(shí)驗(yàn)器材，平衡小車(chē)所受的阻力。圖乙中紙帶的________端與小車(chē)相連（選填“”或“”）。
（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是________。
A．實(shí)驗(yàn)中，需要墊高木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端來(lái)平衡摩擦力
B．平衡摩擦力就是放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)時(shí)，小車(chē)能夠自由下滑即可
C．若用砂桶總重力作為小車(chē)合外力，則要求小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于砂桶的質(zhì)量
D．實(shí)驗(yàn)中拉著小車(chē)的細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行
（3）如圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，、、、、、、是紙帶上7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)打出的點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為，由此可算出小車(chē)的加速度________（保留兩位有效數(shù)字）。
5．（2021屆天津市和平區(qū)高三（下）第三次質(zhì)量調(diào)研物理試題）一實(shí)驗(yàn)興趣小組欲測(cè)一段金屬絲的電阻。由于實(shí)驗(yàn)室的電表均不能視為理想電表，該小組設(shè)計(jì)了如下電路圖，其中R表示待測(cè)金屬絲的阻值，RV表示電壓表阻值，RA表示電流表阻值，R0表示定值電阻阻值。
回答下列問(wèn)題：
①按照電路圖甲連接好電路后，按照如下步驟進(jìn)行測(cè)量：
i．閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表和電流表示數(shù)合適，記錄下U和I1，I1=___________（用U和圖甲中標(biāo)注的符號(hào)表示）；
ii．再閉合S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，保持電壓表電壓U不變，記錄電流表示數(shù)I2；
iii．重復(fù)以上步驟，改變電壓值，進(jìn)行多次測(cè)量。
②該小組同學(xué)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)為了減小偶然誤差，使用圖像法處理數(shù)據(jù)。繪出U隨（I2-I1）變化的圖線斜率為k，則待測(cè)電阻R=___________（用題中所給符號(hào)表示）；
③在理論上，此方法的電阻測(cè)量值___________（填“大于”、“小于”、“等于”）真實(shí)值。
參考答案：
1． 乙 300 333
【詳解】（1）[1]由于
可知電流表分壓更明顯，故采用電流表外接法，則題圖乙所示的電路測(cè)量更準(zhǔn)確，測(cè)量值更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值。
（2）[2]根據(jù)讀數(shù)規(guī)律可知，電壓表的示數(shù)
電流表的示數(shù)為
根據(jù)歐姆定律可得待測(cè)電阻的阻值為
[3]電路誤差在于電壓表的分流，則
2． AC/CA 增大
【詳解】（1）[1]A．本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式是否成立時(shí)，等式左右兩邊的質(zhì)量可以消去，所以不需要測(cè)量出重物的質(zhì)量m即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故A正確；
B．由于重物速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，打出的紙帶長(zhǎng)度也有限，為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，釋放紙帶前重物應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則提紙帶的手應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故B錯(cuò)誤；
C．用質(zhì)量大、體積小的重物可以減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而有效減小系統(tǒng)誤差，故C正確；
D．假設(shè)重物下落過(guò)程受到一誤差允許范圍外的阻力，大小恒為f，則根據(jù)動(dòng)能定理有
整理得
此時(shí)所得出的v2-h圖像仍是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，但重物的機(jī)械能顯然不守恒，所以僅靠圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線這一結(jié)果不能推斷出重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒的結(jié)論，還需要根據(jù)圖像的斜率是否等于2g來(lái)判斷，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
（2）[2]由于t和d均較小，所以可用t時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)近似替代小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度，即
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
整理得
所以圖像的斜率為
（3）[3]增加下落高度后，重物克服阻力做的功增加，所以動(dòng)能增加量與重力勢(shì)能減少量的差值也會(huì)隨之增大。
3． D /I-1 R /k-1
【詳解】（1）[1]因?yàn)樘峁┑碾妷罕砹砍滔鄬?duì)所測(cè)電動(dòng)勢(shì)而言過(guò)大，使得測(cè)量過(guò)程中電壓讀數(shù)誤差較大，所以應(yīng)選用電流表與電阻箱串聯(lián)來(lái)設(shè)計(jì)電路，通過(guò)改變R而獲取I，根據(jù)閉合電路歐姆定律構(gòu)建方程并作出圖線即可測(cè)得電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
故選D。
（2）[2]根據(jù)閉合電路歐姆定律有
整理得
為保證得到的圖像為直線，應(yīng)作隨R變化的圖像。
（3）[3]由題意可得
所以電源電動(dòng)勢(shì)的大小為
4． A AD＃DA 0.20
【詳解】（1）[1]紙帶與小車(chē)一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紙帶與小車(chē)相連一端的位移逐漸增大，所以平衡小車(chē)所受的阻力時(shí)，圖乙中紙帶的A端與小車(chē)相連。
（2）[2]A．實(shí)驗(yàn)中，需要墊高木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端來(lái)平衡摩擦力，故A正確；
B．平衡摩擦力就是放開(kāi)拖著紙帶的小車(chē)時(shí)小車(chē)能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．若用砂桶總重力作為小車(chē)合外力，則要求小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；
D．實(shí)驗(yàn)中拉著小車(chē)的細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行，才能保證細(xì)線的拉力為小車(chē)的合外力，因?yàn)樾≤?chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，其合外力一定是與長(zhǎng)木板平行的，故D正確；
故選AD。
（3）[3]依題意，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為
利用逐差法，則小車(chē)的加速度為
5． 等于
【詳解】①i[1]根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)有
②[2]再閉合S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RL，保持電壓表電壓U不變，記錄電流表示數(shù)I2，有
聯(lián)立解得
整理可得
繪出U隨（I2-I1）變化的圖線斜率為k，則有
解得
③[3]在理論上，此方法的電阻測(cè)量值等于真實(shí)值。