天津市红桥区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-实验题
1．（2022·天津红桥·一模）为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时
（1）需要测定的物理量是______________________；
（2）计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep＝_______。
2．（2022·天津红桥·一模）在“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，可供选择的器材及代号如下：
A．小灯泡A（3V、5Ω）；
B．滑动变阻器R（0—5Ω，额定电流1.0A）；
C．电压表V1（量程:0—3V，Rv=2kΩ）:
D．电压表V2（量程:0—15V，Rv=20kΩ）；
E.电流表A1（量程：0—0.6A，RA=0.4Ω）；
F.电流表A2（量程：0—3A，RA=0.1Ω）；
G.电源、开关各一个，导线若干；
实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。
（1）为了减少误差，实验中应选电压表_______，电流表_______；
（2）在实验中，电流表应采用________法（填“内接”或“外接”）；
（3）请在图虚线框内按要求设计实验电路图________（部分线已画好）
（4）某同学实验后作出的I-U图象如图所示，请分析该图象形成的原因是：________。
3．（2021·天津红桥·一模）用图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，电池的内阻较小（阻值1Ω左右），为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6A、3A）
（b）电压表（量程3V、15V）
（c）定值电阻（阻值2Ω、额定功率2W）
（d）定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W）
（e）滑动变阻器（阻值范围0-10Ω、额定电流1A）
（f）滑动变阻器（阻值范围0-100Ω、额定电流1A）
（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择___________V，电流表的量程应选择___________A；R0应选择___________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是___________Ω的滑动变阻器。
（2）引起该实验系统误差的主要原因是___________；考虑系统误差，一般会造成E测___________E真，r测___________r真（填大于，小于或等于）
4．（2020·天津红桥·一模）探究重物下落过程中动能与重力势能相互转化问题的实验。
（1）部分实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整。
A．按实验要求安装好实验装置；
B．使重物靠近打点计时器，接着先________，后______，打点计时器在纸带上打下一系列的点。
（2）图乙是一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干点后的连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，，重力加速度为g，可得重物下落到B点的过程中，重物增加的动能_______，减少的重力势能为_________。
（3）实验的计算结果一般减少的重力势能______（填写略大于或略小于）重物增加的动能，原因是___________。
5．（2020·天津红桥·一模）某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。
（1）他们设计了如图所示的甲、乙两个实验原理图，由于干电池的内电阻较小，为使测量结果比较准确，实验中应该选用下图中_________所示的原理图。
（2）为了便于测量．探究小组的付同学将一个R=2.5的电阻与电池串联后连接好电路后再进行实验，根据同学测得的数据，在U—I图中描出的点迹如图所示，请在图中画出U—I图线____，并利用图象得出干电池的电动势E=____V，内阻________。(上述两空保留三位有效数字）
（3）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较，E测_____E真，r测_____r真(填“<”、“=”或“>”)。
参考答案：
1． 钢球的质量m，桌面高度h，钢球落地点与桌面边缘的水平距离s；
【详解】（1）[1]在弹簧将小球弹开达到原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，因此有弹簧的弹性势能
小球离开凹槽后做平抛运动，水平方向
竖直方向
联立可得
把
代入Ep可得
由EP的表达式可知，需测量钢球的质量m，桌面高度h，钢球落地点与桌面边缘的水平距离s。
（2）[2]弹性势能的关系式是
2． C E 外接 见解析 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大
【详解】（1）[1][2]小灯泡额定电压为3V，额定电流是0.6A，为减小误差和方便读数，电压表应选C，电流表应选E；
（2）[3]根据上面所选的电压表和电流表的内阻计算得
因此电流表应采用外接法；
（3）[4]实验电路图如下图所示，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式解法；
（4）[5]根据I-U图象可知，随着电压增高，I-U图象中图线上的点与原点的连线斜率减小，电阻变大，该图像形成的原因是随着电压增高，小灯泡温度升高，电阻率增大阻值增大。
3． 3 0.6 2 0-10 电压表分流使得安培表度数小于干路电流 小于 小于
【详解】(1)[1]一节干电池的电动势大约为1.5V，所以电压表的量程选3V。
[2]一般干电池允许通过的最大电流为0.5A，所以电流表的量程选0.6A。
[3]为了保证电源安全，保护电阻的阻值大约为
应选2Ω。
[4]为了让电流表有及以上的偏转，滑动变阻器的最大电阻大约为
为了方便电路的调节，滑动变阻器应选0-10Ω。
(2)[5] 电压表分流使得安培表度数小于干路电流。
[6]根据 可知，电压表测量准确，电流表测量结果偏小，所以电动势测量偏小。
[7]当外电路短路时，电压表示数为零，此时电流表测量准确，根据闭合电路的欧姆定律得
因为电动势偏小，所以内阻偏小。
4． 接通电源 释放纸带(或重物） mgh2 略大于 重物下落过程由于克服空气等做功阻力生热
【详解】（1）[1][2]如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低，所以应当使重物靠近打点计时器，接着先接通电源，释放纸带(或重物）后让纸带运动。
（2）[3]B点的瞬时速度
则重物动能的增加量
[4]重力势能的减小量为
（3）[5][6]由于重物下落过程克服空气阻力等做功生热，因此实验的计算结果一般减少的重力势能略大于重物增加的动能。
5． 甲 1.58~1.62 0.833 < <
【详解】(1)[1]由于干电池的内电阻较小，故若将电流表采用内接法（相对于电源）直接与电源串联，则电流表内阻对测量结果影响较大，故应采用电流表外接法，即应选用甲电路。
(2)[2]由描点法作出伏安特性曲线，如下图
[3][4]图象与纵坐标的交点为电源的电动势，图象的斜率表示R=2.5的电阻与电池串联后等效内阻；则由图象可知
电源的电动势为1.60V（1.58-1.62均可）。
等效内阻
解得内电阻
(3)[5][6]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，作出U-I图线的测量图线和实际图线如图：
虚线表示实际图。
从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值，即，。
试卷第1页，共3页
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