北京市东城区高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02实验题（含解析）

北京市东城区高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02实验题
一、实验题
1．（2023·北京东城·统考一模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法，实验操作、数据分析等。
（1）用游标卡尺测量圆管的外径d，示数如图甲所示，则_________。
（2）如图乙所示，用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”，实验中可以不测定小球碰撞前后的速度，而通过仅测量一个物理量，替代速度的测量，该物理量是__________。
A．小球开始释放时的高度
B．小球抛出点地面的高度
C．小球做平抛运动的水平射程
（3）利用图丙装置研究自由下落物体的机械能是否守恒时，实验结果往往是物体的重力势能的减少量略大于其动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是__________。
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）利用图丁所示的单摆测量重力加速度，为了使测量误差尽量小，可以采取的措施是__________。
A．组装单摆时，选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆时，选用轻且不易伸长的细线
C．测周期时，在摆球通过最低点时开始计时
D．测周期时，测量一次全振动的时间
2．（2023·北京东城·统考一模）利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。
（1）将多用电表的选择开关调到直流电压挡。如图甲所示，闭合开关，将电压表并联在A、B两点间，电压表示数为，并联在A、C两点间，电压表示数也为，并联在B、C两点间，电压表示数为零，已知，阻值相差不大，出现上述情况的原因可能是______。
A．段断路B．段断路C．段短路D．段短路
（2）将选择开关调到电阻挡“×1k”的位置，将红，黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘______（选填“左侧”或“右侧”）零刻度线处，将光敏电阻与欧姆表直接相连，通过用手遮挡的方式来改变照射到光敏电阻的光照强弱，在不改变选择开关位置的情况下，欧姆表指针位置发生变化，如图乙所示，由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值______（选填“变大”或“变小”）。
（3）如图丙所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表电流为500μA，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器最大阻值为5000Ω。
①调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为______Ω。
②使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，则这个电阻的阻值应为______Ω。
3．（2021·北京东城·统考一模）在“用双缝干涉测光波长”的实验中，
（1）如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1=2.320 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2中手轮上的示数x6=___________mm；
（2）已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=___________，可得所测红光波长为___________m。（结果保留两位有效数字）
4．（2021·北京东城·统考一模）灵敏电流计（俗称“表头”）的结构如图1所示，线圈由长而细的铜丝绕制而成，当电流通过接柱流入线圈时，线圈会在均匀辐向磁场中转动，从线圈的偏转角度就能判断电流的大小。灵敏电流计的优点是灵敏度高，但是允许通过的电流很弱，如希望用它测量较大的电流值，就要进行电表的改装。
（1）当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到______力的作用而转动。
（2）如图2所示，为将内阻为200Ω，满偏电流为2mA的表头改装成量程为0.1A的电流表，应给表头并联一个定值电阻R1，R1的阻值为______Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）某同学查阅资料了解到制作定值电阻的材料是锰铜或镍铬合金，而制作表头线圈的材料是铜，对比材料的电阻率随温度变化的数据得知，图2中表头的阻值Rg随温度升高而增大，而R1几乎不随温度变化。他认为电流表这样直接改装会因环境温度变化的影响对测量带来较大的误差。为了探究大量程电流表的结构，他打开了双量程安培表的后盖观察内部电路，发现其表头是与一个电阻R0串联后才一起接入电路的，如图3所示，经查阅资料发现这是一个温度补偿电阻。
a．为保持在一定温度区间内精准测量的要求，这个温度补偿电阻的阻值随温度变化的特点应为：随温度升高电阻的阻值______（选填“增大”、“减小”或“不变”）
b．若将用图2方法改装且已完成刻度盘重新标度的电流表，放到更高温度的环境下使用，会造成测量结果偏大还是偏小______？请分析说明______。
5．（2022·北京东城·统考一模）某同学采用如图所示的实验装置测量两节干电池的电动势E和内阻r，其中为滑动变阻器，为电阻箱。将电阻箱阻值调节为，多次改变滑动变阻器的阻值，读取多组电压表和电流表的示数，记录在表格中。
（1）现有两节待测干电池、电压表（量程，内阻约）、电流表（量程，内阻约）、电阻箱、开关、导线若干，还有以下两种型号的滑动变阻器：
A．最大阻值，额定电流
B．最大阻值，额定电流
为了方便调节，选用滑动变阻器___________（填“A”或“B”）
（2）表格中的数据点已描在坐标纸上，请连接数据点作出图线___________；
（3）根据图线得出该两节干电池的电动势___________V（保留三位有效数字），内阻___________（保留两位有效数字）。
6．（2022·北京东城·统考一模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如：
实验操作。在“验证动量守恒定律”实验中，如图所示，A、B为半径相同的小球。实验时先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放，经轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道的末端，让A球仍从位置S由静止释放，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为落点的平均位置。本实验中，斜槽轨道_________光滑（选填“必须”或“不必须”），斜槽轨道末端_________水平（选填“必须”或“不必须”），地面上的白纸________移动（选填“可以或“不可以”）。
7．（2022·北京东城·统考一模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如：（1）实验仪器。如图所示，游标尺上的“30”刻度线与主尺刻度线对齐，则读数为 _________mm。
8．（2022·北京东城·统考一模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如误差分析，某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面、，如图所示。若其他操作正确，请通过作图和必要的文字说明玻璃砖折射率的测量值比真实值偏大、偏小还是不变_______。
参考答案：
1． 23.7 C BD/DB BC/CB
【详解】（1）[1]圆管的外径为
（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中下落的高度相同，在空中运动的时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，所以可以用小球的水平射程代替小球的初速度，C正确，AB错误。
故选C。
（3）[3]实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，系统误差时由于空气阻力与摩擦阻力造成的，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确，AC错误；
故选BD。
（4）[4] A．组装单摆须选用密度较大直径较小的摆球，A错误；
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，B正确；
C．测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，相等的距离误差时，引起的时间误差小，时间测量相对准确，C正确；
D．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期，D错误。
故选BC。
2． AD/DA 右侧 变大 3000 280
【详解】（1）[1]电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路．根据题意电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U1，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U1，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能是BC段短路，故选AD。
（2）[2]将选择开关调到电阻挡“×1k”的位置，将红，黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘电阻档零刻度线即右侧零刻度线处。
[3]由图乙可知，遮挡后电阻变大，由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值变大。
（3）[4]调零后，欧姆表内阻
指针指在刻度盘的正中央，表盘中值电阻等于欧姆表内阻，即
[5]电动势变为1.4V调零后，欧姆表内阻
由300Ω对应的电流列出关系式
解得
3． 13.870 6.6×10-7
【详解】(1)[1]此时图2中手轮上的示数
x6=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm
(2)[2][3]由
整理可得
代入数据可得6.6×10-7m。
4． 安培 4.1 减小 偏小 设在不同温度下两次测量同一电流I，则流过表头的电流 ，当温度升高后，Rg变大而R1不变，因此Ig变小；而改装表的读数正比于流过表头的电流Ig，因此测量值小于真实值
【详解】（1）[1] 当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到安培力的作用而转动。
（2）[2]根据串并联电路规律可知，R1的阻值为
（3）[3]为了保持在一定温度区间内精确测量的要求，表头的内阻与温度补偿电阻的阻值之和应尽可能不随温度变化，所以温度补偿电阻随温度变化的特点应与表头的相反，即随温度升高电阻的阻值减小。
[4][5]设在不同温度下两次测量同一电流I，则流过表头的电流 ，当温度升高后，Rg变大而R1不变，因此Ig变小；而改装表的读数正比于流过表头的电流Ig，因此测量值小于真实值。
5． A 3.00±0.10 1.3/1.2/1.1/1.4
【详解】（1）[1]一般干电池内阻较小，为了使电流表示数较明显，提高测量精确度，也为了调节方便，实验中滑动变阻器应选用A；
（2）[2]根据表格中的数据，描点连线得一次关系直线图像
（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得
图线与纵轴交点表示电动势，故此干电池的电动势为3.00V，图线斜率绝对值表示内阻r与的串联值，可得
故内阻为
6． 不必须 必须 不可以
【详解】（3）[3]在“验证动量守恒定律”实验中，用小球离开斜槽末端做平抛运动测出碰前和碰后的速度，每次小球从同一位置静止释放，斜槽轨道不必须光滑，入射球经过的是相同的运动过程，就能保住到达斜槽末端的速度大小相同；
[4]为了小球能做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平；
[5]为了减小偶然误差，需测量实验在同一条件下的多个落点，则地面上的白纸不可以；
7．5.60
【详解】[1]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），图中读数为
5mm+0.02mm×30=5.60mm
8．偏小
【详解】若按该同学的操作进行该实验，则测量的入射角为实际入射角，但测量的折射角比实际值偏大，根据折射率公式
则折射率的测量值比真实值偏小。
试卷第1页，共3页
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