天津市红桥区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

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天津市红桥区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题1．（2022·天津红桥·一模）为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时（1）需要测定的物理量是______________________；（2）计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep＝_______。2．（2022·天津红桥·一模）在“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，可供选择的器材及代号如下：A．小灯泡A（3V、5Ω）；B．滑动变阻器R（0—5Ω，额定电流1.0A）；C．电压表V1（量程:0—3V，Rv=2kΩ）:D．电压表V2（量程:0—15V，Rv=20kΩ）；E.电流表A1（量程：0—0.6A，RA=0.4Ω）；F.电流表A2（量程：0—3A，RA=0.1Ω）；G.电源、开关各一个，导线若干；实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。（1）为了减少误差，实验中应选电压表_______，电流表_______；（2）在实验中，电流表应采用________法（填“内接”或“外接”）；（3）请在图虚线框内按要求设计实验电路图________（部分线已画好）（4）某同学实验后作出的I-U图象如图所示，请分析该图象形成的原因是：________。 3．（2021·天津红桥·一模）用图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，电池的内阻较小（阻值1Ω左右），为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0.6A、3A）（b）电压表（量程3V、15V）（c）定值电阻（阻值2Ω、额定功率2W）（d）定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W）（e）滑动变阻器（阻值范围0-10Ω、额定电流1A）（f）滑动变阻器（阻值范围0-100Ω、额定电流1A）（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择___________V，电流表的量程应选择___________A；R0应选择___________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是___________Ω的滑动变阻器。（2）引起该实验系统误差的主要原因是___________；考虑系统误差，一般会造成E测___________E真，r测___________r真（填大于，小于或等于）4．（2020·天津红桥·一模）探究重物下落过程中动能与重力势能相互转化问题的实验。（1）部分实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整。A．按实验要求安装好实验装置；B．使重物靠近打点计时器，接着先________，后______，打点计时器在纸带上打下一系列的点。（2）图乙是一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干点后的连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，，重力加速度为g，可得重物下落到B点的过程中，重物增加的动能_______，减少的重力势能为_________。（3）实验的计算结果一般减少的重力势能______（填写略大于或略小于）重物增加的动能，原因是___________。5．（2020·天津红桥·一模）某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。（1）他们设计了如图所示的甲、乙两个实验原理图，由于干电池的内电阻较小，为使测量结果比较准确，实验中应该选用下图中_________所示的原理图。（2）为了便于测量．探究小组的付同学将一个R=2.5的电阻与电池串联后连接好电路后再进行实验，根据同学测得的数据，在U—I图中描出的点迹如图所示，请在图中画出U—I图线____，并利用图象得出干电池的电动势E=____V，内阻________。(上述两空保留三位有效数字）（3）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较，E测_____E真，r测_____r真(填“<”、“=”或“>”)。
参考答案：1．     钢球的质量m，桌面高度h，钢球落地点与桌面边缘的水平距离s；     【详解】（1）[1]在弹簧将小球弹开达到原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，因此有弹簧的弹性势能小球离开凹槽后做平抛运动，水平方向竖直方向联立可得把代入Ep可得由EP的表达式可知，需测量钢球的质量m，桌面高度h，钢球落地点与桌面边缘的水平距离s。（2）[2]弹性势能的关系式是2．     C     E     外接     见解析     小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大【详解】（1）[1][2]小灯泡额定电压为3V，额定电流是0.6A，为减小误差和方便读数，电压表应选C，电流表应选E；（2）[3]根据上面所选的电压表和电流表的内阻计算得因此电流表应采用外接法；（3）[4]实验电路图如下图所示，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式解法；（4）[5]根据I-U图象可知，随着电压增高，I-U图象中图线上的点与原点的连线斜率减小，电阻变大，该图像形成的原因是随着电压增高，小灯泡温度升高，电阻率增大阻值增大。3．     3     0.6     2     0-10     电压表分流使得安培表度数小于干路电流     小于     小于【详解】(1)[1]一节干电池的电动势大约为1.5V，所以电压表的量程选3V。[2]一般干电池允许通过的最大电流为0.5A，所以电流表的量程选0.6A。[3]为了保证电源安全，保护电阻的阻值大约为应选2Ω。[4]为了让电流表有及以上的偏转，滑动变阻器的最大电阻大约为为了方便电路的调节，滑动变阻器应选0-10Ω。(2)[5] 电压表分流使得安培表度数小于干路电流。[6]根据 可知，电压表测量准确，电流表测量结果偏小，所以电动势测量偏小。[7]当外电路短路时，电压表示数为零，此时电流表测量准确，根据闭合电路的欧姆定律得因为电动势偏小，所以内阻偏小。4．     接通电源     释放纸带(或重物）          mgh2     略大于     重物下落过程由于克服空气等做功阻力生热【详解】（1）[1][2]如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低，所以应当使重物靠近打点计时器，接着先接通电源，释放纸带(或重物）后让纸带运动。（2）[3]B点的瞬时速度则重物动能的增加量[4]重力势能的减小量为（3）[5][6]由于重物下落过程克服空气阻力等做功生热，因此实验的计算结果一般减少的重力势能略大于重物增加的动能。5．     甲          1.58~1.62     0.833     <     <【详解】(1)[1]由于干电池的内电阻较小，故若将电流表采用内接法（相对于电源）直接与电源串联，则电流表内阻对测量结果影响较大，故应采用电流表外接法，即应选用甲电路。(2)[2]由描点法作出伏安特性曲线，如下图[3][4]图象与纵坐标的交点为电源的电动势，图象的斜率表示R=2.5的电阻与电池串联后等效内阻；则由图象可知电源的电动势为1.60V（1.58-1.62均可）。等效内阻解得内电阻(3)[5][6]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，作出U-I图线的测量图线和实际图线如图：虚线表示实际图。从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值，即，。