四川省绵阳市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题

这是一份四川省绵阳市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-02实验题，共11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．（2023·四川绵阳·统考三模）用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。细线下端悬挂一个小钢球，上端固定在铁架台上；将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，钢球静止时正好位于圆心；用手带动钢球，设法使它做匀速圆周运动的轨迹竖直投影在纸上的某个圆，如图所示。完成测量：用天平测小钢球的质量m；用直尺测钢球做匀速圆周运动的轨道半径r和钢球距悬点的竖直高度h，用秒表测量钢球运动n圈经过的时间t。重力加速度为g。回答下列问题：
（1）根据牛顿第二定律，钢球做匀速圆周运动时的向心力计算式为________。
（2）分析钢球受力，可得钢球所受合力近似为。该式计算的结果与真实值相比________（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。
（3）若只要求验证与二者大小是否相等，不要求计算与的大小，则上述测量过程中不需要测量的物理量是________。
2．（2023·四川绵阳·统考三模）当长方体形状的霍尔传感器通有电流（霍尔传感器中自由电荷是电子），并处在垂直其两平行面的匀强磁场中时，另两面间有电势差。某实验小组设计了如图所示原理图，探究两面间电势差U与匀强磁场磁感应强度B、通过电流I之间的关系。图中磁场方向竖直向下，磁感应强度大小B可由外部装置（图中未画出）调节。实验器材还有：电压表V（量程，内阻几十千欧），毫安表A（量程，内阻），电阻箱R，滑动变阻器，电源E，开关S，导线若干。
完成探究，回答问题：
（1）探究过程中，要求通过霍尔传感器的最大电流为，则电阻箱接入电路的阻值最大为________，将电阻箱阻值调到该值；
（2）电压表的正极应与图中接线柱________（选填“a”或“b”）相连；
（3）正确连接电路后，闭合开关S，调节磁感应强度B的大小到某一值，再调节滑动变阻器，让电流表示数始终为，记录每次调节的B值和对应的电压表示数U，如下表：
通过霍尔传感器的电流是________。根据表格中的数据，第5次测量时，电压表示数为________V。
（4）闭合开关S，磁感应强度B的大小调到某一值后保持不变，滑动变阻器滑片从右向左滑动，让电流表示数逐渐增大，记录每次调节的电流表示数I和对应的电压表示数U，如下表：
根据表格中的数据，第6次测量时，电压表示数为________V。
3．（2021·四川绵阳·统考三模）用如图所示的装置验证碰撞过程中动量守恒。气垫导轨左端固定弹射装置，滑块甲压缩弹射装置并被锁定，滑块乙静置于光电门1与光电门2之间。滑块甲（含挡光片）质量用m1表示，滑块乙（含挡光片）质量用m2表示，滑块甲和乙上的挡光片宽度相同用L表示。调平导轨并充气，解除弹射装置锁定，测得滑块甲第一次通过光电门1的时间为t0，第二次通过光电门1的时间为t1，滑块乙第一次通过光电门2的时间为t2
（1）滑块甲和乙碰撞前总动量大小的表达式是___________。（用上述物理量符号表示）
（2）要验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，三个物理量m1、m2和L中，必须要测量的有___________。
（3）若等式___________成立，则可验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒。（用上述物理量符号表示）
4．（2021·四川绵阳·统考三模）实验小组用多用电表测定值电阻的阻值并进一步测量一电源的电动势和内阻。实验器材有：待测定值电阻R0，待测电源（电动势约8V，内阻r约1Ω），多用表一只，电阻箱R，开关一个，导线若干。
（1）用多用电表测定值电阻的阻值。先对多用电表机械调零后，将选择开关调到电阻×10Ω挡，红黑表笔短接，调整图1中多用电表的___________（选填“A”或“B”或“C”）旋钮，进行欧姆调零；再将红黑表笔与定值电阻两端相接触，多用电表指针位置如图1放大图中a所示；重新调整到合适的电阻挡并欧姆调零后测量，指针位置如图1放大图中b所示，读数后将选择开关调到OFF挡。则测得该定值电阻的阻值R0=___________Ω。
（2）连接电路。测量电源电动势和内阻实物电路如图2所示。
（3）测量并记录数据。将多用电表选择开关调到直流电压___________（选填“2.5”或“10”）V挡，闭合开关，调节电阻箱R阻值，读出多用电表相对应的示数U，测得多组R和U并记录。
（4）处理数据得结论。算出每组数据对应的和值，做出了如图3所示的图线，则电源电动势E=___________V，内阻r= ___________Ω。（结果保留3位有效数字）
5．（2022·四川绵阳·统考三模）在“研究匀变速直线运动”实验中，某同学得到一条用打点计时器打点的纸带如图所示，在其上取计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出，打点计时器交流电源频率为50Hz。测量得d1＝3.61cm，d2＝8.21cm，d3＝13.83cm，d4＝20.44cm，d5=28.04cm，d6=36.65cm。
（1）打点计器在打E点时纸带运动的速度大小是_________m/s，纸带运动整个过程中加速度大小是_________m/s2。（结果均保留两位有效数字）
（2）如果交流电源频率实际是f＝51Hz，而该同学不知道，则加速度的测量值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际值。
6．（2022·四川绵阳·统考三模）某兴趣小组用金属铂电阻制作量程0～500℃的电阻温度计。已知金属铂电阻与温度的关系是：，其中，温度系数。
（1）设计电路：
该小组设计的电阻温度计测量电路如图所示，准备了如下实验器材：
干电池1节（E＝1.5V，内阻r＝1Ω），毫安表（0～30mA， Rg＝1Ω），滑动变阻器R1（0～5Ω），滑动变阻器R2（0～50Ω），开关S一只，导线若干。
滑动变阻器应选_________（选填“R1”或“R2”）。
（2）在毫安表刻度盘上标注温度刻度值
①温度调零（即确定0℃刻度）
根据电路图连接好实物，断开开关S，为保证电路安全应先将滑动变阻器的滑片拨至如图所示的b端。将金属铂电阻放入0℃冰水混合物中，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值使毫安表满偏，则30mA刻度即对应0℃刻度，并保持滑动变阻器滑片位置不动。
②确定刻度
通过理论计算出每一电流刻度所对应的温度值，并标注在刻度盘上。毫安表半偏位置对应的温度是_________℃。该温度计刻度线是__________选填“均匀”或“不均匀”）的。
③实际检验
将金属铂电阻放入其它已知温度的物体中，待指针稳定后，检验指针所指温度与实际温度在误差允许范围内是否一致。
（3）实际测量
测量前完成（2）中①的温度调零操作，将金属铂电阻放入某未知温度的物体中，待指针稳定后读数，测出该物体的温度。
（4）误差分析
若干电池使用时间较长，其电动势会减小，内阻变大。用该温度计按照（3）中的测量方法进行测量（能够完成温度调零），则测量结果_________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。
次数
1
2
3
4
5
6
7
0
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
0.00
2.21
2.43
2.65
？
3.09
3.31
次数
1
2
3
4
5
6
7
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
0.00
0.55
1.10
1.65
2.21
？
3.31
参考答案：
1． 偏小 钢球质量m和轨道半径r
【详解】（1）[1]钢球做匀速圆周运动时的向心力可表示为
而运动周期
联立可得
（2）[2]钢球做匀速圆周运动时所受合力指向圆轨道的圆心，大小为
钢球做匀速圆周运动时，距悬点的竖直高度小于h，故利用来求合力，该式计算的结果与真实值相比偏小。
（3）[3]合力作为向心力可得
整理得
因此只要验证上式是否成立即可，故不需要测量的物理量是钢球质量m和轨道半径r。
2． 2.5 b 6.00 2.86~2.88 2.75~2.78
【详解】（1）[1]毫安表A与电阻箱R并联，则两端电压相等，由
可得
（2）[2]根据左手定则可知，电子向a侧偏转，所以b一侧是正，电压表的正极应与图中接线柱b相连；
（3）[3]由
可得
[4]由
可得
带入其中一组数据，可得
（4）[5]由
通过霍尔元件的电流
可得
即
带入其中一组数据可得
3． m1、m2
【详解】（1）[1]滑块乙静置于光电门1与光电门2之间，则滑块乙的动量为
滑块甲第一次通过光电门1的时间为t0，则滑块甲的动量为
所以滑块甲和乙碰撞前总动量大小
（3）[3]若滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，则有
即
化简得
（2）[2]由可知要验证滑块甲和乙碰撞过程中动量守恒，三个物理量m1、m2和L中，必须要测量的有m1、m2。
4． B 8.0 10 8.33 0.996
【详解】(1)[1]B为欧姆调零旋钮。
[2]a图中可看出，选“”挡时，示数太小，所以需要调到“”挡，在b中读出电阻为8Ω。
(3)[3]题目中电源电动势约为8V，多用电表测量的是电源电压，故需要调到直流电压“”挡。
(4)[4]根据闭合电路欧姆定律，有
整理，可得
由图3可知
解得
[5]图线斜率为
解得
5． 0.71 1.0 小于
【详解】（1）[1]纸带上相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
[2]根据逐差法得加速度
（3）[3]交流电源频率实际是f＝51Hz，则打点的实际周期小于测量的周期，根据
可知加速度的测量值小于实际值。
6． 312.5 不均匀 偏大
【详解】（1）[1]为了保证毫安表的安全，根据闭合电路欧姆定律，电路的最小总电阻为
故滑动变阻器应选；
（2）② [2][3]由题意，30mA刻度即对应0℃刻度，可知此时金属铂电阻的阻值为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得滑动变阻器接入电路的阻值为
设毫安表半偏位置对应的温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
结合
联立解得
假设毫安表示数为时，对应的温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
可知与非线性关系，故该温度计刻度线是不均匀的；
（4）[4]若干电池使用时间较长，其电动势会减小，内阻变大，设电动势变为，内阻变为，能够完成温度调零时，根据闭合电路欧姆定律可得
当进行测量时，假设毫安表电流为，此时对应温度刻度为，则测量值为，根据闭合电路欧姆定律可得
假设实际温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
联立可得
由于
可得
即实际温度小于测量温度，故测量结果偏大。