北京市丰台区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

北京市丰台区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题

1．（2020·北京丰台·一模）某同学采用伏安法测量阻值约为5的铅笔芯的电阻值。

（1）现有的实验器材如下：

A．电压表V1（量程0～3V，内阻约3k）

B．电压表V2（量程0～15V，内阻约15k）

C．电流表A1（量程0～3A，内阻约0.01）

D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1）

E．滑动变阻器R1（0～20）

F．滑动变阻器R2（0～500）

G．电源E（电动势为3.0V）及开关和导线若干

该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________，（选填各器材前的字母）。

（2）某同学根据测量数据在U-I坐标系中描点，如图所示，请画出U-I图线____。

（3）由图线可计算出铅笔芯的电阻为_____Ω（保留两位有效数字）。

2．（2020·北京丰台·一模）现有两组同学在做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验。

（1）甲组同学利用如图1所示的装置，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz。

①他们用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把木板垫高后，装有纸带的小车放在木板上，在________（选填“挂”或“不挂”）小桶并且计时器________（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力的影响。

②图2是某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示，则小车的加速度a=________m/s2。

（2）乙组同学的实验平面很光滑，摩擦力可以忽略不计。他们通过测量质量相同的两辆小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系，实验装置如图3所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码来改变拉力的大小。

①通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为________（选填“可行”或“不可行”），请说明理由。________

②已知两小车质量均为500g，实验数据如表中所示。分析表中数据，你能得到结论是：________。

③一位同学通过比较实验中的数据，发现当乙车的拉力由0.2N增加到0.3N时，位移减小了0.5cm，力增大时加速度是不可能减小的，从而判定第一、二组实验数据至少有一组是有问题的，你________（选填“同意”或“不同意”）他的观点，请说明理由________。

3．（2021·北京丰台·统考一模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拄上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。

（1）判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是 ___________

A．F的大小等于F1与F2的大小之和

B．使橡皮条伸长相同的长度

C．使橡皮条上的结点到达同一位置

（2）实验中需要标记或者记录的信息有 ___________

A．橡皮条的原长

B．橡皮条原长时结点的位置

C．力F的大小和方向

D．力F1、F2的大小和方向

（3）下列措施可以减小实验误差的是 ___________

A．橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上

B．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个绳套的夹角必须等于90°

C．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木板平行

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

4．（2021·北京丰台·一模）在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻约为5Ω；

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所示，则d= ___________ mm；

（2）实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：

电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）

电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω；量程0~3A内阻约0.02Ω）

滑动变阻器（0~5Ω）

电源（电动势为3V）

甲同学为了使金属丝两端电压调节范围更大，并使测量结果尽量准确，应选用下图所示的哪个电路进行实验 ___________ ；

A．B．

C．D．

（3）实验时电压表量程应选___________，电流表量程应选___________；

（4）乙同学利用如图所示的电路进行实验时想到：向左移动滑片，滑动变阻器两端的电压U和流过它的电流I均发生变化，请你判断此过程的值___________（选填“增大”、“减小”或者“不变”），理由是___________。

5．（2022·北京丰台·一模）物理实验一般涉及实验目的、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：在“练习使用多用表”实验时，某同学用多用表的电阻“×10”挡测定值电阻阻值，表盘的示数如图所示，则该阻值__________。

（2）数据分析：某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后，做出的光路图如图所示。O为圆心，已知AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，则此玻璃砖的折射率可表示为____________。

（3）实验原理：用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。两同学根据实验数据分别做出的力的图示如图甲、乙所示。你认为哪位同学实验过程有问题？请说明你的理由_______。

6．（2022·北京丰台·一模）探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。

（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的__________；

A．探究平抛运动的特点

B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

C．探究两个互成角度的力的合成规律

D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系

（2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示。

a．三个情境中，图________是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。

b．在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为_________。

7．（2022·北京丰台·统考一模）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

（1）小组同学先让一个滑块做半径r为的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r分别调整为、、、，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。

（2）对①图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。

（3）对5条图线进行比较分析，得出一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法_______。

参考答案：

1．     A     D     E          5.0Ω

【详解】(1)①②③．因电源电动势为3V，则电压表应选择A；电路中最大电流不超过，则电流表应选择D；滑动变阻器应选择与待测电阻阻值相当的E；

(2)④ ．画出的U-I图像如图

(3)⑤．由图线可计算出铅笔芯的电阻为

2．     不挂     打点     0.51m/s2     可行     因为，所以     当小车质量不变时，在实验误差范围内，小车的加速度与拉力成正比     不同意     不同实验中小车的运行时间可能不同，所以不能通过位移直接比较加速度，不同组实验间没有可比性

【详解】(1)①[1][2]．平衡摩擦力的具体操作是：把木板垫高后，装有纸带的小车放在木板上，在不挂小桶并且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力的影响。

②[3]．图2的纸带上两计数点间有四个点未画出，则T=0.1s；根据 则小车的加速度

(2) ①[4][5]．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小是可行的；理由：因为

所以

②[6]．分析表中数据，你能得到结论是：当小车质量不变时，在实验误差范围内，小车的加速度与拉力成正比；

③[7][8]．不同意他的观点，理由：不同实验中小车的运行时间可能不同，所以不能通过位移直接比较加速度，不同组实验间没有可比性。

3．     C     CD     CD

【详解】（1）[1]判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是使橡皮条上的结点到达同一位置，表示力的大小与方向都是相同的，选项C正确；

（2）[2]实验中需要标记或者记录的信息有力F的大小和方向及力F1、F2的大小和方向，以便于画出它们的力的图示并加以比较，选项CD正确；

（3）[3]C．可以减小实验误差的是用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木板平行，选项C正确；

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，以便于标出拉力的方向来，选项D正确；

A．而橡皮条不一定要与两绳套夹角的平分线在同一直线上，选项A错误；

B．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个绳套的夹角不必要等于90°，选项B错误。

故选CD。

4．     0.184（读数范围0.183-0.185）     A     0~3V     0~0.6A     不变     见详解

【详解】（1）[1]金属丝直径

（2）[2]实验中，为了使金属丝两端电压调节范围更大，应选用分压式电路供电；并且，为了使测量结果尽量准确，金属丝的小电阻，故应该采用电流表外接的方法测量。

故选A。

（3）[3][4]由于电源的电动势约为3V，故电压表的量程选择0~3V；而电阻约为5Ω，电路中的电流不会超过0.6A，故电流表的量程选择0~0.6A；

（4）[5][6]因为滑动变阻器的两端电压为

所以

故

其大小是不变的。

5．     180          乙同学；由甲乙两幅力的图示可知，F‘是实验中用一个力单独拉橡皮筋到达O点的实际作用力，此力应与橡皮筋伸长的方向一致，图乙中方向不在一条直线上，因此乙同学做的实验过程有问题

【详解】（1）[1]如图欧姆表读数为

（2）[2]如图设圆的半径为R，入射角为i，折射角为r，由几何关系

故折射率为

（3）[3]乙同学有问题。由甲乙两幅力的图示可知，是实验中用一个力单独拉橡皮筋到达O点的实际作用力，此力应与橡皮筋伸长的方向一致，图乙中方向不在一条直线上，因此乙同学做的实验过程有问题。

6．     BD     丙     2:1

【详解】(1)[1]在这个实验中，利用控制变量法来探究向心力的大小与小球质量，角速度，半径之间的关系；

A．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故A不符合题意；

B．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系，故B符合题意；

C．探究两个互成角度的力的合成规律，即两个分力与合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，故C不符合题意；

D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法研究的，故D符合题意。

故选BD。

a.[2]根据

F=mrω2

可知，要探究向心力大小F与质量m关系，需控制小球的角速度和半径不变，由图可知，两侧采用皮带传动，所以两侧具有相等的线速度，根据皮带传动的特点可知，应该选择两个塔轮的半径相等，而且运动半径也相同，选取不同质量的小球，故丙符合题意。

b.[3]由图可知，两个球的质量相等，半径相同，根据牛顿第二定律

两个塔轮边缘的线速度相等

根据

联立可得两个变速塔轮的半径之比为

7．     （或等带即可）     探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。

【详解】（2）[1]根据向心力的公式

根据图像知，该图像是一条过原点的直线，F与x的图像成正比，则图像横坐标x代表的是（或等带即可）；

（3）[2]探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。