河北省唐山市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题

这是一份河北省唐山市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题，共10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．（重庆市渝东六校共同体2021-2022学年高一（下）期中联合诊断性测试物理试题）向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们要用到物理学中的________；
A．理想实验法 B．等效替代法 C． 控制变量法 D．演绎推理法
（2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______的关系；
A．钢球质量m B．运动半径r C． 向心加速度a D．角速度
（3）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为_________。
2．（2021届河北省唐山市高三（下）5月第三次模拟演练物理试题）某同学想用以下器材改装成一个简单的多用电表，包括单量程的电压表和单量程的欧姆表，两者共用一个表头，要求电压表的量程为2.5V，并且欧姆表能较准确测量电阻值为几千欧姆的电阻。
A．电流表G（满偏电流为250μA），内阻为200Ω
B．直流电源E1（电动势15V，内阻为8Ω）
C．直流电源E2（电动势2V，内阻为2Ω）
D．电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω）
F．滑动变阻器R3（最大阻值为300Ω）
G．滑动变阻器R4（最大阻值为10kΩ）
（1）某同学设计如图所示的多用电表的内部电路图，电源应选用______、电阻箱R应选用______滑动变阻器R'应选用______（填器材前的字母序号）；
（2）其中电阻箱R的取值应为______Ω；
（3）某次用欧姆挡测量时读数如图所示，则待测电阻的阻值为______Ω；
3．（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练物理试题）如图所示，有两条长度不同的弹性绳。两绳上端固定在同一位置，下端系在一个轻质勾上。两绳在同一竖直面内，不缠绕。1的长度比2短，1自然伸长时，2处于松弛状态。现测量这两条弹性绳的劲度系数。进行以下操作：每个钩码质量为100g，g取。
①测量短绳的自然长度；
②下端逐个加挂钩码。测量短绳1的长度L，并记录对应钩码数量n。两条弹性绳一直处于弹性限度内；
③在坐标纸上建立坐标系。以L为纵坐标，以所挂钩码数为横坐标，描出部分数据如图所示；
④根据图像求出弹性绳的劲度系数、。
（1）加挂第___________个钩码，弹性绳2开始绷紧；
（2）弹性绳1、2的劲度系数分别为___________N/m，___________N/m。
4．（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练物理试题）小明同学要测定干电池的电动势和内阻，实验室有如下实验器材：
A．待测电源（E约为1.5V，内阻r约为1Ω）；
B．量程为3V的电压表；
C．量程为15V的电压表；
D．量程为600mA的电流表，内阻为0；
E．量程为5.0A的电流表；
F．定值电阻；
G．定值电阻；
H．滑动变阻器（阻值变化范围）；
I．滑动变阻器（阻值变化范围）；
J．开关S一个；
K．导线若干。
根据所学的知识回答下列问题：
（1）小明同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，①为G，则②为___________，③为___________，④为___________；（填器材前的序号）
（2）小明同学器材选择、连接电路和操作均正确，调节滑动变阻器，得到多组电表读数，作出如图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势___________V，内阻___________Ω；（保留三位有效数字）
（3）从实验原理上看，电源电动势的测量值___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
5．（2023届河北省唐山市高三下学期三模物理试题）带滑轮的长木板、小车、木块及打点计时器可以完成多个力学实验，装置如图所示。甲研究小组利用该装置完成了“研究匀变速直线运动”的实验，乙研究小组利用该装置完成了“探究加速度与力的关系”的实验，丙研究小组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。
（1）关于甲、乙两研究小组的实验，下列说法正确的是_________。
A．甲小组实验时，需要平衡摩擦力
B．乙小组实验时，需要平衡摩擦力
C．甲小组的实验，要求钩码的质量远小于小车质量
D．乙小组的实验，要求钩码的质量远小于小车质量
（2）乙小组测得加速度为a，则小车运动时受到轻绳的拉力_________（填“>”、“=”或“<”）。
（3）丙小组打出纸带时，钩码质量为，木块质量为M，重力加速度为g，测得加速度为a，则长木板与木块间的动摩擦因数的表达式为_________（用符号m、M、a、g表示）。
6．（2023届河北省唐山市高三下学期三模物理试题）多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。
（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量_________；当S旋到位置_________时，多用电表测电流时量程较大。
（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到_________（填“”或“”）位置。
（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率的方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：
A．干电池（电动势为，内阻不计）；
B．电流计（量程，内阻）；
C．可变电阻器；
D．定值电阻；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①在乙图中，左侧表笔是_________（“红”，“黑”）表笔；
②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比_________。
③如果在使用过程中电池电动势变为，但仍可以欧姆调零。在这种情况下，测量值和真实值之比为_________。
参考答案：
1． C D
【详解】（1）[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需要保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究向心力F与其它一个量的关系，因此采用的为控制变量法。
故选C。
（2）[2]若两个钢球质量和运动半径相等，根据控制变量法可知，研究的是向心力的大小F与角速度的关系。
故选D。
（3）[3]根据
因钢球A和钢球C所受向心力的比值为，则两轮的角速度之比为，根据
因变速塔轮为皮带传动，则边缘线速度相等，则半径之比为。
2． C D G 9800 4500
【详解】（1）[1]因为电压表的量程为2.5V，所以，电源电动势应选择2V，故选C；
[2] 因为电流表G满偏电流为250μA，即有
所以，选择电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω），故选D；
[3]因为欧姆表测量几千欧电阻，故滑动变阻器R'应选用最大阻值为10kΩ，故选G；
（2）[4]因为电流表G满偏电流为250μA，即有
故电阻箱R的取值应为9800Ω；
（3）[5]由图可知，电流表的读数为160μA，故有
解得
3． 3 5 15
【详解】（1）[1]弹性绳2绷紧前，根据胡克定律有
弹性绳2绷紧后，同理有
比较以上两式可知，弹性绳2绷紧前相邻两数据点连线的斜率应比绷紧后大，由图可知加挂第3个钩码，弹性绳2开始绷紧。
（2）[2][3]由图可知
即
4． H B D 1.45 0.900 等于 等于
【详解】（1）[1][2][3]由题意可知①为保护电阻，根据电路连接方式可知③为电压表，②为滑动变阻器，④为电流表。考虑到电源电动势为1.5V，所以电压表应选择B；由于滑动变阻器I的最大阻值较大，不便于调节电路中的电流发生适当变化，所以滑动变阻器应选择H，此时电路中最大电流约为
所以电流表应选择D。
（2）[4][5]U-I图像的纵截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻，即
[6][7]电流表采用外接法，所测电流为通过电源电流的真实值，当电流表示数为零时，电压表示数（所作图线纵截距）即等于电源电动势真实值；又因为电流表内阻为零，其分压始终为零，假设电压表示数为零时，电源电动势等于内电压，则短路电流（所作图线延伸至U=0时的横截距）为真实值，故所作图线的斜率与真实的电源U-I图像斜率相同，则内阻测量值等于真实值。
5． BD/DB
【详解】（1）[1]研究匀变速直线运动实验中，只要小车做匀加速直线运动就行，则不需要平衡摩擦力和要求钩码的质量远小于小车质量，探究加速度与力的关系时，让绳子的拉力等于小车的合力，则需要平衡摩擦力，让钩码的重力和绳子拉力近似相等，则要求钩码的质量远小于小车质量。
故选BD。
（2）[2]根据题意可知，平衡摩擦力之后，绳子的拉力为小车的合力，则由牛顿第二定律有
（3）[3]根据题意，由牛顿第二定律有
解得
6． 电压 1 黑 100∶1 15∶14
【详解】（1）[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。
（2）[3]多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。
（3）①[4]由电流从黑表笔流出可知，在乙图中，左侧表笔是黑表笔。
②[5]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为
则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比
③[6]根据题意，电动势没有改变之前，电动势为，欧姆表内阻为，由闭合回路欧姆定律有
改变之后，电动势为，欧姆表内阻为，则有
可得
则有
则