北京市房山区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

北京市房山区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-实验题

1．（2020·北京房山·二模）高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电电压为U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C，某同学的实验情况如下：

(1)按图甲所示电路连接好实验电路.

(2)接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数、电压表的示数，和分别是电容器放电的初始电流和初始电压，此时电阻箱R的阻值为，则电流表的内阻为________.

(3)断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s读一次电流I的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的点，如图乙中用“×”表示的点.

(4)请在图乙中描绘出电流随时间变化的图线_______，并根据图线估算出该电容器两端电压为时所带的电荷量约为________C；(结果保留两位有效数字)

(5)根据公式________来计算电容器的电容.(只要求写出表达式，不要求计算结果)

2．（2020·北京房山·二模）在“利用单摆测重力加速度”的实验中：

(1)组装单摆时，应在下列器材中选用__________；

A．长度为1m左右的细线

B．长度为30cm左右的细线

C．直径为1.8cm的塑料球

D．直径为1.8cm的铁球

(2)用游标卡尺测量某小球直径，读数如图所示，读数为__________mm；

(3)正确操作测出单摆完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，游标卡尺测得摆球直径为d。用上述测得量写出测量重力加速度的表达式：g=__________；

(4)某同学测得的g值比当地的重力加速度偏小，可能原因是__________；

A．计算时将L当成摆长

B．测摆线长时摆线拉得过紧

C．开始计时时，秒表按下过晚

D．实验中误将30次全振动计为29次

(5)将摆球带上正电，然后将单摆放入竖直向上的电场中，在预测单摆振动周期时，学生甲说：“因为摆球受到的电场力与摆球重力方向相反，它对摆球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大”。学生乙说：“电场力对摆球的影响相当于用一个质量小一些的摆球做实验，由于单摆振动周期与质量无关，因此单摆的振动周期不变”，你认为这两个同学的观点中__________是错误的，并指出错误的原因__________。

3．（2021·北京房山·统考二模）如图，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

(1)某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器、纸带、秒表、交流电源、导线、重锤、天平。其中不必要的是______；

(2)在一次实验中，质量1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如下图所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下记数点B的过程中，重力势能减少量ΔEp=______J，此过程中物体动能的增加量ΔEk=_____J（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）；通过计算，数值上ΔEp______ΔEk（填“>”“=”或“<”），这是因为______；

(3)如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的______。

A． B． C． D．

4．（2021·北京房山·二模）某小组的同学在做“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验，被测电池的电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω。实验室提供了两种电路图（图1，图2），已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：

电流表A1：量程0-6mA，内阻约12.5Ω

电流表A2：量程0-0.6A，内阻约0.125Ω

电流表A3：量程0-3A，内阻约0.025Ω

电压表V：量程0-3V，内阻约3kΩ

滑动变阻器R：0~20Ω，额定电流2A

(1)为了实验更精确，电路图应该选择___________（填：“图1”或“图2”）

(2)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用___________（填写仪器的字母代号）。

(3)正确连接电路并测量后，该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反应路端电压随电流变化的U-I图线，如图3，请据此图线判断被测干电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果保留到小数点后两位）

(4)由于电表内阻的影响，电压表和电流表的测量值可能与“电池两端电压”和“流过电池的电流”存在一定的偏差。下列分析正确的是___________。

A．电压表测量值偏大

B．电流表测量值偏小

C．电流表测量值偏大

D．电压表量值测偏小

5．（2022·北京房山·二模）利用单摆可以测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。

（1）用游标卡尺测量小钢球的直径，卡尺示数如图乙所示，小钢球直径为___________mm；

（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________；

A．摆线要选择较细、伸缩性较小，并且尽可能短一些的

B．摆球尽量选择质量较大、体积较小的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，摆线相对平衡位置的偏角越大越好

D．为减小偶然误差可以记下摆球做50次全振动所用的时间，则单摆周期

（3）悬挂后，用米尺测量悬点到小球上端摆线的长度L，将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置时，计数一次，依次计数为1、2、3……，当数到50时，停止计时，测得时间为t，计算出单摆周期T。测量出多组单摆的摆长L和运动周期T，做出图像，如图所示。造成图线不过坐标原点的原因可能是___________；

（4）由图像求出重力加速度g=___________；（取）

（5）某同学根据单摆周期公式推算出图像应该是一条过坐标原点的直线。由于（3）中图线不过原点，所以他认为根据该图像测量出的重力加速度与当地重力加速度存在较大的偏差。你是否同意他的观点，说明你的理由___________。

6．（2022·北京房山·统考二模）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E=8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。

（1）图像阴影为i-t图像与对应时间轴所围成的面积，表示的物理意义是___________；

（2）乙图中阴影部分的面积___________；（选填“>”、“<”或“=”）

（3）计算机测得，则该电容器的电容为___________F；（保留两位有效数字）

（4）由甲、乙两图可判断阻值___________。（选填“>”、“<”或“=”）

参考答案：

1．     3.5              

【详解】（2）[1]．根据欧姆定律：

则

．

（4）[2]．用平滑曲线连接各点，如图所示：

 [3]．用平滑曲线连接各点，查出所画的曲线与从标轴所围的格数以求得面积，因即为曲线与从标轴所围的格数的面积：则利用数格子方法，估算出电容器两端电压为时的电量为：

．

（5）[4]．然后利用，或者是利用带入数据即可求得电容．

考点：研究平行板电容器

【名师点睛】由知，电荷量为图象与坐标轴所包围的面积，计面积时可数格数（四舍五入）；本题考查用数学方法求解物理问题的能力，关键在于明确图象的面积的意义．

2．     AD     9.7          AD     乙同学的观点     因为单摆周期和摆球质量无关和摆球所受重力有关，该同学将质量和重力混淆了

【详解】(1)[1]

AB．单摆在小角度(小于5度)情况下的振动是简谐运动，为使振动明显便于测量周期，应使摆长适当长些，选适当长些的细线作摆线。选项A正确，B错误；

CD．为减小空气阻力对球摆动的影响，选质量大一些的小铁球，选项C错误，D正确。

故选AD。

(2)[2]由图示游标卡尺可知，游标卡尺的精度为0.1mm，游标卡尺示数为

9mm+7×0.1mm=9.7mm

(3)[3]单摆周期

单摆摆长

由单摆的周期公式可知，重力加速度的表达式为

(4)[4]由单摆的周期公式可知

A．计算时将L当成摆长，所测摆长l偏小，则所测重力加速度g偏小，选项A正确；

B．测摆线长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度g偏大，选项B错误；

C．开始计时时，秒表按下过晚，所测周期T偏小，则所测重力加速度g偏大，选项C错误；

D．实验中误将30次全振动计为29次，所测周期T偏大，则所测重力加速度g偏小，选项D正确。

故选AD。

(5)[5][6]乙同学的观点是错误的，因为单摆周期和摆球质量无关和摆球所受重力有关，该同学将质量和重力混淆了。

3．     秒表、天平     0.49     0.48     大于     存在摩擦阻力做负功     B

【详解】(1)[1]因为打点计时器就是计时工具，则该实验中不需要秒表，也不需要天平；

(2)[2][3]从起点O到打下记数点B的过程中，重力势能减少量

打B点时的速度

此过程中物体动能的增加量

[4][5]通过计算，数值上ΔEp>ΔEk，这是因为重物下落过程中存在摩擦阻力做负功。

(3)[6]根据

可知

则图线是过原点的直线，故选B。

4．     图1     A2     1.48     0.83     B

【详解】(1)[1]图2中，电流表的内阻对实验的影响较大，则为了实验更精确，电路图应该选择图1。

(2)[2]电路中的电流不超过0.6A，则为了使测量结果尽量准确，电流表应选用A2。

(3)[3][4]由图像可知，被测干电池的电动势E=1.48V，内阻

(4)[5]根据电路的结构可知，在图2中，由于电压表的分流作用，使得电流表的读数小于通过电源的电流，即电流表测量值偏小，故选B。

5．     20.1     BD##DB     测摆长时没有加上小球半径     9.87     见解析

【详解】（1）[1]由题图乙可知小钢球直径为

（2）[2]A．摆线要选择较细（尽可能减小空气阻力对实验的影响）、伸缩性较小（确保摆球摆动时摆长几乎不变）、且尽可能长一些的（减小摆长测量的相对误差），故A错误；

B．为了尽可能减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量较大、体积较小的，故B正确；

C．只有摆线相对平衡位置的偏角在很小的情况下（通常小于5°），单摆才做简谐运动，进而才能根据周期公式测量重力加速度，故C错误；

D．为减小偶然误差可以记下摆球做50次全振动所用的时间，则单摆周期，故D正确。

故选BD。

（3）[3]根据单摆周期公式变形可得

所以理论上T2-L图像是一条过坐标原点的直线，题给图像相对于理论图像，在相同周期下，所测摆长比实际值偏小，则原因可能是测摆长时没有加上小球半径。

（4）[4]根据单摆周期公式可得

整理得

图线斜率为

解得

（5）[5]不同意该同学的观点。虽然测摆长时漏加了小球半径造成图线不过原点，但根据（4）中所求T2关于L的表达式可知该过失不影响所作图线的斜率，所以由斜率计算出的重力加速度值相比实际值并不会存在较大的偏差。

6．     电荷量     =     0.15     ＜

【详解】（1）[1]根据可知i-t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电荷量。

（2）[2]S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以

S1=S2

（3）[3]该电容器的电容为

（4）[4]由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大， 且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有

所以