北京市朝阳区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

北京市朝阳区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

1．（2020·北京朝阳·二模）利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）已知打点计时器所用电源的频率为f，重物的质量为m，当地的重加速度为 g。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，把打下的第一个点记作O，在纸带上测量四个连续的点A、B、C、D到O点的距离分别为hA、hB、hC、hD。则重物由O点运动到C点的过程中，计算重力势能减少量的表达式为ΔEp=_______，计算动能增加量的表达式为ΔEk=_______。

（2）由实验数据得到的结果应当是重力势能的减少量_______动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________。

（3）小红利用公式计算重物的速度vc，由此计算重物增加的动能，然后计算此过程中重物减小的重力势能，则结果应当是_______（选填“>”、“<”或“=”）。

2．（2020·北京朝阳·二模）某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。

(1)甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为________mA；若所选挡位为×10Ω挡，则示数为___Ω。

(2)乙同学用该表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在测量这个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是________（填字母代号）。　

A．将红表笔和黑表笔短接

B．把选择开关旋转到×100Ω挡

C．把选择开关旋转到×1Ω挡

D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

(3)丙同学在图乙所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法正确的是_________

A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障

B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关出现断路故障

C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良

(4)丁同学想测定×1Ω挡欧姆表的内阻Rg。他将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，然后将红、黑表笔连接阻值约20Ω左右的电阻，从表盘上读出该电阻的阻值为R，并记下指针所指的电流挡的格数n以及电流挡的总格数N。请分析说明丁同学是否能利用这些数据得出欧姆表的内阻Rg_________。

3．（2021·北京朝阳·二模）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。

（1）图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选______段，计算两车碰撞后的速度大小应选______段；

（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是0.685kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s；（结果保留三位有效数字）

（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。

A．实验中小车1必须从静止释放

B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证

C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律

4．（2021·北京朝阳·二模）（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图1所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为50V，则读数应为______V ；一次测量电阻，记录的读数为1600Ω，则所选倍率为______（选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）。

（2）在上一问用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号______；

①将红表笔和黑表笔接触

②把选择开关旋转到“×1”位置

③把选择开关旋转到“×10”位置

④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点

（3）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。有一块满偏电流为50µA、内阻为800Ω的小量程电流表，现要将它改装成0~1mA、0~10mA两个量程的电流挡，某同学设计了如图2、图3所示的两个电路。在图2所示的电路中R1______R2（选填“>”或“<”）；从保护表头的角度，请你分析说明图2、图3哪种设计更合理：______。

5．（2022·北京朝阳·二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：

（1）实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图1所示。则该金属丝的直径为________。

（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图2示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50的交流电源上。则物体运动的加速度___________（结果保留两位有效数字）。

（3）实验原理。某同学用单摆测量重力加速度的大小，他测量摆线的长度l和对应的周期T，得到多组数据，作出了图像，如图3所示。他认为根据图线可求得重力加速度，则从理论上分析，他求得的重力加速度g___________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。请分析说明理由。

6．（2022·北京朝阳·统考二模）某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。

（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；

（2）关于本实验，下列说法正确的是___________；

A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接

C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响

D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈

（3）某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是___________；

A．原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制    B．副线圈的匝数为na，用较细导线绕制

C．原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制    D．副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制

（4）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。

A．     B．    C．   D．  

参考答案：

1．     mghc          大于     重物和纸带克服摩擦力和空气阻力做功，有一部分重力势能转化成了内能     =

【详解】（1）[1]重物由O点运动到C点的过程中，重力势能减小量为

[2]在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则有

所以动能增加量为

（2）[3][4]结果中，往往会出现重物的重力势能的减小量大于其动能增加量，出现这样结果的主要原因是重物与纸带克服空气与摩擦阻力做功，导致少部分重力势能转化为内能。

（3）[5]若利用公式计算重物的速度vc，则说明重物就是做自由落体运动，重物的机械能守恒，则重物增加的动能，而此过程中重物减小的重力势能，则有。

2．     24.0     160     CAD     AC     利用这些数据能得出欧姆表的内阻Rg

【详解】(1)[1]根据多用电表电流挡读数方法，可知若所选挡位为直流50mA挡，则示数为24.0mA；

[2]根据欧姆表的读数方法，可知若所选挡位为×10Ω挡，则示数为：16×10Ω=160Ω；

(2)[3]乙同学用欧姆表正确测量了一个约150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻，需要换到×1挡，然后将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故合理的顺序是CAD；

(3)[4]A．用多用电表2.5V直流电压挡进行检测，将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明灯泡可能出现短路故障，故A正确；

B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明开关出现短路故障，故B错误；

C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，即电压表测的是电源两端的电压，说明灯泡和灯泡座可能接触不良，故C正确；

故选AC；

(4)[5]设多用电表欧姆挡内部电源电动势为E，红黑表笔短接时电流为Ig，根据闭合电路欧姆定律，有

E=IgRg

联立可得

可见，利用这些数据能得出欧姆表的内阻Rg

3．     BC     DE     0.684     C

【详解】（1）[1][2]接通打点计时器电源后，推动小车1由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而小车1和2碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，应选DE段来计算碰后共同的速度。

（2）[3]碰后小车的共同速度为

碰后的动量为

（3）[4]A．实验中小车1不一定从静止释放，只要碰撞前做匀速运动即可，选项A错误；

B．若小车1前端没贴橡皮泥，则两车不能粘在一起，小车2的速度不好测量，所以小车1前端没贴橡皮泥会影响实验验证，选项B错误；

C．上述实验装置中两小车碰撞后粘在一起，是非弹性碰撞，弹性碰撞的话小车2碰撞后的速度无法测量，因此该装置不能验证弹性碰撞规律，选项C正确。

4．     24.0     ×100     ②①④     <     图3更合理，因为图2电路在通电状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏

【详解】(1)[1]量程为50V，则读数应为24.0V；

[2]测电阻时，指针示数为16，而实际为1600Ω，所以为“×100”倍率。

(2)[3]现在的欧姆表倍率太大，换成“×1”倍率时，恰好13Ω在中值电阻附近，所以先将开关转到“×1”位置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为②①④

(3)[4]总电压不变，电流大的那一路电阻小，由欧姆定律知

[5]图3更合理，因为图2电路在通电状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏。

5．     0.755     1.00     等于

【详解】（1）[1]用螺旋测微器测某金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×25.5=0.755mm。

（2）[2]根据 可得物体运动的加速度

（3）[3]根据

解得

则出现图线不过原点的原因是将摆线长当做了单摆的摆长；由图像可知

解得

可知他求得的重力加速度g等于真实值。

6．     BD##DB     C     C     D

【详解】（1）[1]AB．实验中变压器原线圈需要输入交流电压，而干电池只能输出恒定直流电压，学生电源可以输出交流电压，故A不符合题意，B符合题意；

 CD．实验中变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C不符合题意，D符合题意。

故选BD。

（2）[2]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，从而使副线圈输出电压较低，故A错误；

B．虽然使用的电压较低，但实验中仍有可能出现错接或者短路等情况发生，为了人身安全，通电时不能用手接触裸露的导线进行连接，故B错误；

C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；

D．互感现象是变压器的工作基础，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，因此变压器是通过铁芯传导磁路将电能从原线圈传递到副线圈，故D错误。

故选C。

（3）[3]由表格数据可知

考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为nb，副线圈的匝数为na，而副线圈电压较小，电流较大，所以为了尽量减少能量损失，副线圈所用导线应比原线圈粗，故ABD错误，C正确。

故选C。

（4）[4]由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。

故选D。