2020年高考物理实验题真题集锦

2020年高考物理实验题真题集锦
教材版本：物理
试卷分类：物理高考
试卷大小：1.0 MB
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发布时间：2024-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R_x ，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：

（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为Ω（保留1位小数）。

2. 实验探究题

某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

⑴开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时，可认为气垫导轨水平；

⑵用天平测砝码与砝码盘的总质量m₁、滑块（含遮光片）的质量m₂；

⑶用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；

⑷令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt₁、Δt₂及遮光片从A运动到B所用的时间t₁₂；

⑸在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=，滑块动量改变量的大小Δp=；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）

⑹某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m₁=1.50 $\text{[math]}$ 10^-2 kg，m₂=0.400 kg，△t₁=3.900 $\text{[math]}$ 10^-2s，Δt₂=1.270 $\text{[math]}$ 10^-2s，t₁₂=1.50 s，取g=9.80 m/s²。计算可得I=N·s，Δp= kg·m·s^-1；（结果均保留3位有效数字）

⑺定义 $\text{[math]}$ ，本次实验δ=%（保留1位有效数字）。

3. 实验探究题

一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h₀=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h₀下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=m/s²（保留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s²。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=m/s²（保留3位有效数字）。

可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：。

4. 实验探究题

某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A₁（量程200 mA，内阻R_g1=10.0 Ω），电流表A₂（量程500 mA，内阻R_g2=1.0 Ω）、定值电阻R₀（阻值R₀=10.0 Ω）、滑动变阻器R₁（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。
（2）若I₁、I₂分别为流过电流表A₁和A₂的电流，利用I₁、I₂、R_g1和R₀写出：小灯泡两端的电压U=，流过小灯泡的电流I=。为保证小灯泡的安全，I₁不能超过mA。
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I₁和I₂。所得实验数据在下表中给出。

I₁/mA

32

55

85

125

144

173

I₂/mA

171

229

299

379

424

470

根据实验数据可算得，当I₁=173 mA时，灯丝电阻R=Ω（保留1位小数）。
（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R₀ ，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于Ω（保留1位小数）。

5. 实验探究题

某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v_B=m/s，打出P点时小车的速度大小v_P=m/s（结果均保留2位小数）。

若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为。

6. 实验探究题

某同学描绘一种电子元件的 $\text{[math]}$ 关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源（电动势约 $\text{[math]}$ ），R为滑动变阻器（最大阻值 $\text{[math]}$ ）， $\text{[math]}$ 为定值电阻，S为开关。

（1）请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整。

（2）调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表：

电压 $\text{[math]}$	0.000	0.250	0.500	0.650	0.700	0.725	0.750
电流 $\text{[math]}$	0.00	0.10	0.25	0.60	1.70	4.30	7.50

请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的 $\text{[math]}$ 图线。

（3）根据作出的 $\text{[math]}$ 图线可知，该元件是（选填“线性”或“非线性”）元件。
（4）在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻 $\text{[math]}$ ，会导致的两个后果是_________。

A . 电压和电流的测量误差增大 B . 可能因电流过大烧坏待测元件 C . 滑动变阻器允许的调节范围变小 D . 待测元件两端电压的可调节范围变小

7. 实验探究题

疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。

（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是。
（2）下列主要操作步骤的正确顺序是。（填写各步骤前的序号）
①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像
（3）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 $\text{[math]}$ ，刻度尺的分度值是 $\text{[math]}$ ，由此测得重力加速度为 $\text{[math]}$ 。
（4）在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。

8. 实验探究题

2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。

（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。

（iii）该同学选取部分实验数据，画出了 $\text{[math]}$ -t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s²^。

（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

（1）当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为m/s²。（结果均保留2位有效数字）
（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为 m/s²。（结果保留2位有效数字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）

9. 实验探究题

实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）；

电压表V （量程3 V，内阻约3 kΩ）；

电流表A （量程0.6 A，内阻约1 Ω）；

滑动变阻器R （最大阻值为20 Ω）；

定值电阻R₁ （阻值2 Ω）；

定值电阻R₂ （阻值5 Ω）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。（单选，填正确答案标号）

A . 电压表分流 B . 干电池内阻较小 C . 滑动变阻器最大阻值较小 D . 电流表内阻较小

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。

序号	1	2	3	4	5	6	7
I/A	0.08	0.14	0.20	0.26	0.32	0.36	0.40
U/V	1.35	1.20	1.05	0.88	0.73	0.71	0.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为（填“R₁”或“R₂”）。

③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

10. 实验探究题

（1）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。

①为了正确完成实验，以下做法必要的是。

A．实验时应保持桌面水平

B．每次应使钢球从静止开始释放

C．使斜面的底边ab与桌边重合

D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面

②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 $\text{[math]}$ ，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，示意如图2。重力加速度 $\text{[math]}$ ，钢球平抛的初速度为m/s。

③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是。
（2）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表       （量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

电流表       （量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

滑动变阻器    （ $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ）

待测电池组     （电动势约为 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是。

②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端（填“a”或者“b”）

③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出 $\text{[math]}$ 图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为V，内阻为 $\text{[math]}$ 。（结果均保留两位有效数字）

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