高中试卷答案网广东省佛山市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-09力学实验、电学实验
一、实验题
1．（2021·广东佛山·统考二模）某物理实验小组设计了如图甲所示的电路图，采用半偏法测量一电流计G的内阻R。在该小组测量电流计G内阻R的过程中：
（1）请根据图甲所示电路图，在图乙中用笔画线表示导线将相应的实物电路补充完整_______；
（2）正确连接好电路后，小组成员继续进行如下实验步骤：
①闭合开关S1，调节R1，使电流计G的指针指向满偏刻度I；
②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流计G的指针指向刻度盘中间，读出并记下此时电阻箱的电阻值为R2；
请写出步骤①中存在的不足之处：___________；
（3）按修改后步骤完成实验，可知电流计G的内阻测量值为R=___________；
（4）由于存在系统误差，按上述实验步骤测出的电流计G的内阻R测与电流计G内阻的真实值R相比较，R测___________R（选填“>”或“<”或“=”）；
（5）另一实验小组，为了消除（4）中提到的系统误差，在原电路的基础上进行修改，在原电路中增加了一个电流计Go，Go的量程稍大于G，电路如图丙。重复操作步骤①后，步骤②改为：闭合S2，同时调节R1和R2，使得___________，同时G的示数为。读出并记下此时R2的电阻值，即可消除（4）中提到的系统误差。
2．（2021·广东佛山·统考一模）某实验小组为了测量一个量程为3V的电压表的内电阻RV，设计了以下实验方案，甲图为实验电路图，图中电压表为待测电压表，R为电阻箱。
（1）小明实验步骤如下：先将电阻箱电阻调至0，闭合开关S，电压表读数如图乙所示，读出此时电压U1=___________V；然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值R和此时电压表的电压U2，忽略电源内阻，则电压表电阻的测量结果Rv=_________（用符号U1、U2和R表示）；如果考虑电源内阻，则测量结果RV与真实值比较________（选填“偏大”或“偏小”）。
（2）小李实验步骤如下：闭合开关S，多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值R及对应电压表的电压U，作出图象如图丙所示，不考虑电源内阻，从图象可知电压表内阻的测量值为___________Ω；如果已知电源内电阻为r（Ω），则电压表内阻的真实值为___________Ω。
3．（2021·广东佛山·统考二模）某物理兴趣小组采用伏安法测定电源E的电动势和内阻。
（1）采用图甲所示电路测得电流表A和电压表V的数据如下表。请根据表中数据在图乙中作出U—I图像：( )
U（V） 12.1 12.0 11.8 11.7 11.6 11.5
I（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
根据U—I图像，电源的电动势E为________V（留3位有效数字），内阻r为______Ω（留2位有效数字）。
（2）该实验存在一定的系统误差。兴趣小组设计了如图丙所示的改进电路图，其中G是灵敏电流计。
小组进行如下实验操作：
①按图丙连接好电路，调节两个滑动变阻器阻值至最大，闭合开关K1和K2，反复调节两个滑动变阻器阻值，使电流计G的示数为零，读得电流表、电压表示数分别为0.40A、12.0V，此时电压表读数________（选填“＞”、“＜”、“＝”）电源E的路端电压。
②改变变阻器R阻值，调节变阻器，使电流计G的示数再次为零，此时电流表、电压表示数分别为0.60A、11.7V。
③根据上面的实验数据，可得电源E的电动势为_______V（保留3位有效数字），内阻为______（保留2位有效数字）。
4．（2022·广东佛山·统考二模）小明同学想探究多用电表欧姆调零电阻阻值的最大调节范围，他进行了以下实验操作：
（1）小明首先调节旋钮_______（选填“A”、“B”或“C”）使指针指到图乙中a位置；
（2）将电阻箱的阻值调到最大，并按图甲连接好电路，此时电阻箱接线柱P的电势比Q_______（填“高”或“低”）；
（3）将旋钮C拨到R × 1挡，并将旋钮B顺时针旋转到底（此时欧姆调零电阻的阻值最小），然后调节电阻箱的阻值，直至表盘指针指到电流满偏刻度值处，读出此时电阻箱的阻值为R1；继续调节电阻箱的阻值，直至表盘指针指到图乙中的b处，读出此时电阻箱的阻值为R2；则此时该多用电表R × 1挡的总内阻为_______（用R1和R2表示）；
（4）最后将旋钮B逆时针旋转到底（此时欧姆调零电阻的阻值最大），并将电阻箱的阻值调到0，此时电表指针指到图乙中的c处，则此时流过表头的电流与满偏电流的比值为_______；
（5）该多用电表欧姆调零电阻阻值最大值和最小值的差为_______（用R1和R2表示）。
5．（2022·广东佛山·模拟预测）学校实验室有一电动势E约为9V，内阻r在30～50Ω范围间的电池，电池允许的最大输出电流为120mA，为了测定该电池的电动势和内阻，实验兴趣小组设计了如甲图的电路进行实验。图中V表示电压表，R为电阻箱（阻值范围为0～999.9Ω），R0为定值电阻。
（1）在图甲中接入R0的目的是为了_______；实验室备有的定值电阻R0的规格有以下几种，则本实验应选用_______（填序号）。
A．50Ω，1.0W
B．500Ω，2.5W
C．1500Ω，15W
D．2500Ω，25W
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图像。根据图乙所作出的图像求得该电池的电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω（结果均保留三位有效数字）。
（3）由于电压表不能看作理想电表，因此实验测得的电动势_______真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。
6．（2022届广东省佛山市高三（下）二模物理试题）某同学设计用甲图所示的装置测量当地的重力加速度。
（1）跨过滑轮组的不可伸长的轻绳两端分别与质量为M的钩码以及力传感器相连，通过力传感器可测出轻绳的拉力。质量为m的重物通过动滑轮挂在轻绳上。重物的下端与纸带相连，让纸带穿过打点计时器上的_______；
（2）接通电源、释放钩码、重物_______（填“上升”，“下落”），打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，记下此时力传感器的示数F，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，重物的加速度a=_______m/s2（计算结果保留三位有效数字）：
（3）改变钩码的质量，重复实验步骤（2），得到多组数据：
（4）由实验得到重物的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则当地的重力加速度g=_______（用图中字母表示），该实验误差的主要来源是_______。
7．（2021届安徽省合肥市高三（上）第一次教学质量调研物理试题）某实验兴趣小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，使用如图所示的实验装置。实验主要步骤如下：
(1)把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动；
(2)用细线将槽码和小车连接起来，装好纸带，调整好装置；
(3)保持小车质量不变，通过改变槽码的个数可以成倍地改变小车所受的拉力，与此相对应，处理纸带上打出的点来测量加速度；
(4)保持小车受到的拉力不变，通过增减小车中的重物改变小车的质量，与此相对应处理纸带上打出的点来测量加速度。
操作过程中，实验小组把整个实验的数据都记录在下表中。数据是按加速度的大小排列的，其中有两个加速度数据模糊不清（表中的空格）。
0.29 0.86 0.34
0.14 0.36 0.39
0.29 0.61 0.48
0.19 0.36 0.53
0.24 0.36
0.29 0.41 0.71
0.29 0.36 0.81
0.29 0.31
0.34 0.36 0.94
请回答下列问题：
(1)如果模糊的加速度数据是正确的，其数值分别是__________和____________；
(2)实验小组根据上表数据在和图中已分别描绘出四个点，请描绘出余下的点并画出完整的图像；( )
(3)综上，实验小组可以得出的结论是_____________。
8．（2022届广东省佛山顺德市高三（上）一模物理试题）某同学利用如图所示的实验装置研究匀变速直线运动规律，得到一条清晰的纸带，并在纸带上选取A、B、C、D、E、F共6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），已知打点计时器的频率为。将毫米刻度尺平放在纸带上，零刻度和计数点A对齐。
（1）纸带上两点的距离___________；
（2）在打出C点时小车的速度大小为___________（保留2位有效数字）；
（3）若，，，请在下图坐标纸中描点并画出小车运动的图像___________（以A点作为计数起点）。由图像可得，小车的加速度___________，F点的速度___________。（保留2位有效数字）
9．（2021届广东省佛山市顺德区高三（下）仿真物理试题）如图甲，在农田旁离地一定高度架有一水管，管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知重力加速度为g）。步骤如下：
（1）如图乙，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内直径D=___________cm；
（2）测量水管上沿离地高度H，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置到出水口的水平距离L，则水流速度v=___________（用题中物理量的字母表示）；
（3）请推导单位时间出水量表达式Q=___________（用题中物理量的字母表示）。
10．（2021届广东省佛山市南海区高三（下）摸底测试物理试题）某研究性学习小组利用图甲装置验证系统的机械能守恒定律。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每个钩码质量均为m，当地重力加速度为g。该同学经正确操作打出的纸带一部分如图乙所示。
（1）纸带中相邻两个计时点的时间间隔为T=___________s；
（2）用刻度尺测量，，则打F点时纸带的瞬时速度大小v=______m/s；
（3）设纸带中A点速度为vA，F点速度为v，，如果实验数据在误差范围内近似满足g=_______（用vA、v、h和m表示）则说明系统机械能守恒。
11．（2021届广东省佛山市普通高中高三（下）教学质量检测物理试题（二））某兴趣小组利用手机连拍功能测量当地的重力加速度，方法如下。
（1）在竖直墙壁上沿竖直方向固定一刻度尺，将小球底部与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程：选取连续拍摄的3张照片如图所示，读出第一张和第二张照片中小球底部对应的刻度分别为78.24cm、122.25cm，读得第三张照片中小球底部对应的刻度为_______cm。
（2）若手机每隔0.10s拍摄一张照片，则当地的重力加速度g=_______m/s2（保留3位有效数字）
（3）若已知当地重力加速度的准确值，则利用上述数据还可以完成哪些实验？（测量哪些物理量或证什么物理规律，只要求写一个）_____________
12．（2021届广东省佛山市高三（上）教学质量检测物理试题）某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)为完成本实验，下列器材中必须有的是（填编号）___________；
①天平②4～6V低压直流电源③刻度尺④秒表
(2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是___________；
A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起
D．释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置
E．选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验
(3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为f，若___________（填写表达式，用题及图中物理量表示），则可认为匀变速直线运动具有___________的特点（提示：填有关速度或位移的特点）。
13．（【百强校】2017届内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三上第二次月考物理试卷（带解析））为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端与桌面右端对齐，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面上的点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出滑槽末端与桌面右端的距离为，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平面上的点。已知重力加速度为，不计空气阻力，滑块与滑槽之间有摩擦力。
（1）实验还需要测出的物理量是__________（用代号表示）
A．滑槽的高度
B．桌子的高度
C．点到点的距离
D．点到点的距离
E．滑块的质量
（2）实验中需要用到的测量工具（仪器）有_____________
（3）写出动摩擦因数的表达式是__________________
参考答案：
1． 闭合S1前，把R1阻值调到最大（或滑片滑到b端） R2 < Go的示数为I
【详解】（1）[1]根据图甲所示电路图，滑动变阻器用的限流式，变阻箱与电流计并联，实物连线如图所示
（2）[2]步骤①为了电流计的安全，则闭合S1前，把R1阻值调到最大（或滑片滑到b端）；
（3）[3] 按照半偏法的原理可知电流计G的内阻测量值为R2；
（4）[4]当R1保持不变时，再闭合S2时，这样电路中的总电阻变小，总电流将大于Ig，当电流半偏时，电阻箱的电流比，所以电阻箱的电阻小于电流表，即测量值小于真实值；
（5）[5]为了保证干路电流为Ig不变，则闭合S2，同时调节R1和R2，使得Go的示数为I，同时G的示数为。
2． 2.95（2.93～2.98） 偏大 a a-r
【详解】（1）[1]电压表量程为3V，由图乙所示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.97V；
[2]忽略电源内阻，根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得
由题意得
E=U1
解得电压表内阻
[3]考虑电源内阻
解得
由此可知，考虑电源内阻时，电压表内阻测量值偏大。
（2）[4]不考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得
整理得
由图丙所示图象可知，图象的斜率
纵轴截距
解得电压表内阻
RV=a
[5]考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得
整理得
由图丙所示图象可知，图象的斜率
纵轴截距
解得
RV=a-r
3． 12.2（12.2~12.4） 1.2（1.1~1.4） = 12.6 1.5
【详解】（1）[1]根据数据描点，并用直线连起来，如图所示
[2]根据闭合电路的欧姆定律，可知图像的纵截距表示电动势，有
[3]图像的斜率表示内阻，有
（2）[4] 电流计G的示数为零，说明电流计两端的电势相等，且两个电源的电动势相等，则电压表读数等于左边电源的路端电压；
[5][6]根据闭合电路的欧姆定律有
解得
4． A 低 R2 - 2R1
【详解】（1）[1]要让多用电表指针未指在表盘最左侧零刻度位置，应进行机械调零，故选A。
（2）[2]由于选择的是多用电表的电阻挡，则黑表笔接的是多用电表内部电源的正极，则Q端电势高，即接线柱P的电势比Q低。
（3）[3]根据欧姆表的测电阻原理有
E = I(R0 + Rx)
其中R0为欧姆表在该挡位时的内部总电阻，Rx为待测电阻。由上式可知接入不同的Rx变有不同的I值，则根据I和Rx的对应关系可在表头上把不同的电流对应的电阻值标出来，即制作出欧姆表表盘，根据以上分析当表盘指针指到电流满偏刻度值处，读出此时电阻箱的阻值为R1，有
E = Ig(R0 + R1)
当表盘指针指到图乙中的b处，读出此时电阻箱的阻值为R2，有
整理有
R0 = R2 - 2R1
（4）[4]将旋钮B逆时针旋转到底（此时欧姆调零电阻的阻值最大），并将电阻箱的阻值调到0，此时电表指针指到图乙中的c处时，由图知此时流过表头的电流为，则此时流过表头的电流与满偏电流的比值为。
（5）[5]当电表指针指到图乙中的c处有
综上该多用电表欧姆调零电阻阻值最大值和最小值的差为
5． 保护电路 A 10.0 33.3 小于
【详解】（1）[1][2]是定值电阻，起保护电路的作用。当变阻箱短路时，电路中通过的最大电流为120mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值约为
定值电阻应选A；
（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得
变形得
由数学知识可知，图象中的斜率
截距
结合图象可知
故
解得
（3）[5]由于电压表的分流，导致流过电源的实际电流大于，且外电压越大，而电压表分流越大，这样得到电源图象偏向左下倾斜，所以电动势的测量值小于真实值，测得内阻也小于测量值。
6． 限位孔 上升 2.40 b 滑轮组与轻绳间的摩擦，纸带与打点计时器间的摩擦阻力，纸带上点间距测量等的误差
【详解】（1）[1]根据打点计时器的使用可知，重物的下端与纸带相连，让纸带穿过打点计时器上的限位孔；
（2）[2]根据实验装置可知，接通电源、释放钩码、重物上升，打点计时器在纸带上打出一系列的点；
[3]由题意可知，相邻两计数点的时间间隔为
则重物的加速度为
（4）[2]对重物由牛顿第二定律有
则
结合图丙可知，当地重力加速度为b；
[5]根据实验可知，该实验误差的主要来源是滑轮组与轻绳间的摩擦，纸带与打点计时器间的摩擦阻力，纸带上点间距测量等的误差。
7． 0 实验误差范围内，小车的加速度与所受合力成正比，与其质量成反比
【详解】(1)[1]从实验表格中数据，发现同一质量的小车，合外力每增加0.05N时，加速度平均增加0.13，所以质量是0.36kg合外力为0.13N时，其加速度为0.53+0.13=0.66。
[2]从实验表格中数据，发现小车合外力相同时，小车质量每减少0.05kg时，加速度平均增加0.12，所以质量是0.36kg合外力为0.13N时，其加速度为0.81+0.12=0.93。
(2)[3]在甲图中描出同一质量的小车，小车加速度与合外力的图像；在乙图中描出小车合外力相同时，小车的加速度与小车质量倒数的图像，如下图
0.29 0.86 0.34 1.16
0.14 0.36 0.39
0.29 0.61 0.48 1.64
0.19 0.36 0.53
0.24 0.36
0.29 0.41 0.71 2.44
0.29 0.36 0.81 2.78
0.29 0.31 3.23
0.34 0.36 0.94
(3)[4]实验小组可以得出的结论是:实验误差范围内，小车的加速度与所受合力成正比，与其质量成反比。
8． /// 0.16 0.40 0.29
【详解】（1）[1]由纸带可得，纸带上两点的距离为
（2）[2]相邻计数点的时间间隔为
由图可知
则在打出C点时小车的速度大小为
（3）[3]坐标纸中描点并画出小车运动的图像如图所示
[4]由图像可得，小车的加速度为
[5]根据速度与时间的关系可得，F点的速度为
9． 4.50
【详解】（1）[1]刻度尺读数要估读到分度尺的下一位，所以D=4.50cm；
（2）[2]由平抛运动的公式
联立可解出
（3）[3]排水量Q等于流速乘以管的横截面积公式如下
联立可解出
10． 0.02 0.95
【详解】（1）[1]打点计时器所用交流电的频率为50Hz，根据
（2）[2]匀变速直线运动，中时刻的瞬时速度大小等于该时段的平均速度大小，可得，F点的瞬时速度为
（3）[3]设纸带中A点速度为，F点速度为，那么系统从A到F点，增加的动能为
因，从A点到F点，系统减小的重力势能为
如果实验数据在误差范围内近似满足
即
11． 176.02（176.00~176.05） 9.76 测量手机的闪光时间间隔（或验证小球的下落是否是自由落体运动）
【详解】（1）[1]刻度尺为1mm的精度，估读到0.1mm，则小球底部的位置为176.02cm（176.00~176.05）；
（2）[2]根据匀变速直线运动的判别式，可得重力加速度为
（3）[3]若已知当地重力加速度的准确值，可测量手机的闪光时间间隔；或验证小球的下落是否是自由落体运动。
12． ③ BDE 连续相等时间内的位移之差相等
【详解】(1)[1]①．在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量。故①错误；
②．实验使用的电源必须是交流电源，故②错误；
③．刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有刻度尺，故③正确；
④．打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，故④错误。
故选③。
(2)[2]A．不管托盘和砝码的总质量与小车的总质量大小关系如何，只要小车做匀变速直线运动即可，即托盘和砝码的总质量不需要远小于小车的总质量。故A错误；
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行，保证小车所受的合力在运动过程中不变。故B正确；
C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起是为了平衡摩擦力，但本实验是探究小车做匀变速直线运动的特点，不管平衡摩擦力与否，都是匀变速直线运动。因此不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起。故C错误；
D．为了纸带的利用率，释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置。故D正确；
E．为了保证小车受力稳定，做匀变速直线运动，因此要选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验。故E正确。
故选BDE。
(3)[3][4]本实验要探究小车做匀变速直线运动的特点，即
可知，匀变速直线运动在连续相等时间内的位移差相等。
13． BCD 刻度尺
【详解】（1）[1]滑块离开桌面后做平抛运动，实验需要测出滑块离开滑槽与离开桌面时的速度，因此实验时需要测出：桌子的高度H； O点到P点的距离d1；O点到Q点的距离d2。
故选BCD。
（2）[2]实验中需要用到的测量工具（仪器）有刻度尺。
（3）[3]滑块离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上
在水平方向上
，
滑块在桌面上运动时，要克服摩擦力做功，由动能定理得
解得
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