北京市海淀区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

北京市海淀区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

1．（2020·北京海淀·统考二模）如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

① 在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

② 移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；

③ 重复上述步骤②，多次测量并记录；

④ 根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。

（1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是 _______（选填选项前的字母）。

A．移动活塞时应缓慢一些

B．封闭气体的注射器应密封良好

C．必须测出注射器内封闭气体的质量

D．气体的压强和体积必须用国际单位

（2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出________（选填“p - V”或“”）图象。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_______线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______（选填选项的字母）。

2．（2020·北京海淀·统考二模）为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图甲、乙所示的两种实验方案，已知电源的电动势和内阻在实验过程中保持不变。

（1）小明先进行了如图甲方案的测量。

① 他首先用米尺测出接入电路中金属丝的长度l=50.00cm，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图所示，则金属丝直径的测量值d= _______mm。

② 实验过程中，小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并画出U - I图线____。

③ 该方案测得的金属丝的电阻率ρ=__________Ω·m（计算结果保留两位有效数字）。

（2）小明又进行了如图乙方案的测量，实验中闭合开关S后，他可以通过改变接线夹（即图乙中滑动变阻器符号上的箭头）接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度，并通过改变电阻箱接入电路中的阻值R，保持电流表示数不变。记录电阻箱接入电路中的阻值R和对应接入电路中金属丝长度L的数据，并在R-L坐标系中描点连线，作出R-L的图线如图所示。请用金属丝的直径d、R-L图线斜率的绝对值k和必要的常数，写出该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=________。

（3）实验过程中，小明同学长时间保持电路闭合。请从实验误差考虑，分析说明这样的操作对电阻率的测量有何影响_____。

（4）电表的内阻可能对实验产生系统误差，请你分别就这两种方案说明电表内阻对电阻率测量结果是否会产生影响____；若产生影响，将导致电阻率的测量结果偏大还是偏小_____。

3．（2021·北京海淀·统考二模）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，可选用的器材有：

A．电压表V：0~3V，内阻约3kΩ；

B．电流表A1：0~0.6A，内阻约0.1Ω；

C．电流表A2：0~3A，内阻约0.01Ω；

D．滑动变阻器R1：0~100Ω；

E．滑动变阻器R2：0~15Ω；

F．开关S和导线若干。

（1）电流表应选用______，滑动变阻器应选用______；（选填项目前的符号）

（2）用所选器材按照图1连接好电路后，将滑动变阻器滑片置于合适位置，闭合开关S，通过调整滑动变阻器，得到多组电流I和电压U。根据实验数据，绘制出如图2所示的U-I图像，由图线可求出E=______V，r=________Ω；（结果均保留3位有效数字）

（3）通过以上测量方法求得的结果会存在误差，其中由电表引起的误差不能通过多次测量取平均值的方法减小。下列说法中正确的是______。

A. 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值小于真实值

B. 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值大于真实值

C. 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值小于真实值

D. 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值大于真实值

4．（2021·北京海淀·二模）用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。

（1）除图1中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；

A．直流电源、天平（含砝码）

B．直流电源、刻度尺

C．交流电源、天平（含砝码）

D．交流电源、刻度尺

（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图1所示安装好实验器材并连接好电源

B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带

C．测量纸带上某些点间的距离

D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（选填步骤前的字母）；

（3）如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量ΔEp=______，动能增加量ΔEk= _______；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是___________；

（4）某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。

①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？_____________；

②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的图线的纵轴截距b和斜率k与b、k的关系最可能的是______。

A．b>b，k>k   B．b<b，k=k   C．b<b，k<k    D．b=b，k>k

（5）某同学认为要验证机械能守恒，必须选择第1、2两点间距离约为2mm的纸带进行数据处理，你认为他的观点是否正确，请说明理由______。

5．（2022·北京海淀·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。用游标卡尺测某容器的深度，示数如图1所示，则该容器的深度__________。

（2）实验操作。在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，以下操作会使测量结果偏大的是__________。

A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，但未发现

B．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格

C．爽身粉撒得较厚，使得油酸未能充分展开

（3）实验原理。图2为“探究气体等温变化的规律”的实验装置示意图。实验时，测量空气柱的体积以及所对应的压强。

①实验装置需用铁架台固定，而不能用手握住注射器，并且在实验中要缓慢地向下压或向上拉柱塞的原因是__________。

②用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制出如图3的曲线后猜想“一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比”。请进一步利用获取的信息分析说明如何检验这个猜想_______。

6．（2022·北京海淀·统考二模）把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。铜片是电池的正极，锌片是负极。用下列方法可测量该水果电池的电动势和内阻。将水果电池、电阻箱和数字电压表（可视为理想电表），按照如图1所示的电路连接起来。调节电阻箱，测得多组电阻箱的阻值和对应的电压，记录的数据如下表所示。

（1）表中数据☆对应电阻箱示数如图2所示，其读数为__________。

（2）处理数据时，首先计算出每个电压值的倒数和电阻值的倒数，再绘制图像。根据表中测得的多组数据，经过换算，将数据对应的坐标点标注在图3中，请在该图中标出表中第3组数据对应的坐标点，并画出图线_______。

（3）在图线中，当时，外电路处于__________状态（选填“断路”或“短路”）。

（4）根据图3可知，水果电池的电动势__________（保留2位有效数字）。

（5）若将图1所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约）的指针式电压表，仍按上述方法测量该水果电池的电动势和内阻。请结合图3判断是否可行，并说明理由_______。

参考答案：

1．     AB          过原点的斜直（或正比例函数直）     AC

【详解】（1）[1]．A．移动活塞时应缓慢一些，以保证气体的温度不变，选项A正确；

B．封闭气体的注射器应密封良好，要保证气体的质量不变，选项B正确；

C．必须测出注射器内封闭气体的体积，选项C错误；

D．气体的压强和体积单位相同即可，没必要必须用国际单位，选项D错误。

故选AB。

（2）[2][3]．根据pV=C可知，则为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图象。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的斜直（或正比例函数直）线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

（3）[4]．A．在p-V图像中，若画出一条平行p轴的等容线，可看出p1>p2，由可知T1>T2，则选项A正确；

B．根据A的分析可知，图像B错误；

CD．由可知，，则图像的斜率越大，温度越高，因T1>T2，则选项C正确，D错误。

故选AC。

2．     0.357~0.360          0.96×10-6 ~1.0×10-6          长时间通电，金属丝产生焦耳热、温度升高，导致所测电阻率比其处于环境温度下的偏大     甲方案，由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻的测量值偏小，电阻率测量值偏小；乙方案中电表内阻对测量结果没有影响     甲方案偏小；乙方案，没有影响

【详解】(1) ① [1] 螺旋测微器的读数为。

② [2] 画出U - I图线为

③ [3] 由U - I图线可得电阻

根据 与 得金属丝的电阻率

代入数据解得金属丝的电阻率为0.96×10-6 ~1.0×10-6Ω·m。

(2) [4] 电流表示数不变,说明电阻箱和金属丝的总电阻是一个定值，故

得

有

电阻率表达式为

(3) [5] 长时间通电，金属丝产生焦耳热、温度升高，导致所测电阻率比其处于环境温度下的偏大。

(4) [6][7] 甲方案，由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻的测量值偏小，电阻率测量值偏小；乙方案中电表内阻对测量结果没有影响。

3．     B     E     1.48~1.50     0.750~0.790     C

【详解】（1）[1]由于电源电动势较小，最大电流0.60A左右，所以电流表选用B。

[2]为了方便调节滑动变阻器选择阻值较小的，则选用E。

（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得

由图像可知，图像的斜率的绝对值表示电源的内阻，纵坐标的截距表示电源的电动势则有

（1.48~1.50）

（0.750~0.790）

（3）[5]实验电路采用的是外接法测电源电动势与内阻，由于引起误差的原因为电压表分流，当外电阻越小时，电压表分流越小，短路时，电流的测量值与真实值相等，外电阻越大时，电压表分流越大，则测量的内阻为电压表与电源真实内阻并联的值，所以内阻的测量值偏小，测量的电动势为断路时，电压表两端的电压，所以测量的电动势偏小，则C正确；ABD错误；

故选C。

4．     D     B     mg(s0+s1)          重锤下落过程中受到阻力作用     在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒     A     该同学观点不正确；因为从第1个点到某个需要验证的点之间的距离，是重物下落的实际距离，并且打第1个点时重物速度为零，所以不需要第1、2两点间距离约为2mm

【详解】（1）[1]因为打点计时器需要交流电源，测量速度及重力势能的变化量需要测量纸带的长度，则需要刻度尺，所以D正确；ABC错误；

故选D。

（2）[2]A．按照图1所示安装好实验器材并连接好电源，则A正确，不符合题意；

B．先接通电源开关，再打开夹子释放纸带打出一条纸带，所以B错误，符合题意；

C．测量纸带上某些点间的距离，来表示重力势能的变化，及速度来表示动能的变化量，所以C正确，不符合题意；

D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，验证机械能是否守恒，所以D正确，不符合题意；

故选B。

（3）[3]重力势能减少量为

[4]C点速度为

动能增加量为

[5]重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到阻力作用。

（4）①[6]根据

可得

则在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒。

②[7]根据

可得

则有阻力时，初速度，及加速度都减小，所以b>b，k>k，则A正确；BCD错误；

故选A。

（5）[8]该同学观点不正确；因为从第1个点到某个需要验证的点之间的距离，是重物下落的实际距离，并且打第1个点时重物速度不一定为零，所以不需要第1、2两点间距离约为2mm。

5．     50.70     AC##CA     保证温度不发生明显变化     根据各组数据再做图，如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就可以验证猜想。

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数即容器深度为

（2）[2]根据分析

A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，但未发现，则算出油酸的体积比实际值偏大，可知测量结果偏大，故A正确；

B．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致油酸的面积偏大，则结果偏小，故B错误；

C．爽身粉撒得较厚，使得油酸未能充分展开，导致油酸的面积偏小，结果偏大，故C正确；

（3）①[3]“探究气体等温变化的规律”不能用手握住注射器，并且在实验中要缓慢地向下压或向上拉柱塞的原因是保证温度不发生明显变化；

②[4]根据

整理得

为了更直观的得出结论，根据各组数据再做图，如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就可以验证猜想。

6．     4000          断路     1.1     不可行。由图3可知，水果电池的内阻约，学生用指针式电压表的内阻约，但电压表内阻未知，无法准确测量水果电池的电动势和内阻。

【详解】（1）[1]由图可知，☆对应电阻箱示数为

（2）[2]根据描点法得出图像如图所示

（3）[3]当时，相当于无穷大，外电路处于断路状态；

（4）[4]根据闭合电路欧姆定律得

整理得

可知图像纵轴截距

解得

斜率

结合图象可得

（5）[5]若将图1所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约）的指针式电压表，无法测量该水果电池的电动势和内阻，因为水果电池的内阻约，学生用指针式电压表的内阻约，但电压表内阻未知，无法准确测量水果电池的电动势和内阻。