北京市朝阳区2020届-2022届高考物理三年模拟(一模)试题汇编-实验题

北京市朝阳区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试

题汇编-实验题

1.（2021.北京朝阳.一模）某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度c的关

系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。

然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度

位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。

4

0

S

o

86.o

4o

ZO

O10.020.030.040.050.0〃cm

甲乙

（1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是

（2）以弹簧受到的弹力尸为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数

据作出尸-Z,图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度

4=cm,弹簧的劲度系数上=N/m；（结果均保留三位有效数

字）

（3）实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果。

（填“有影响”或“无影响”）

2.（2021.北京朝阳•一模）（1）通过实验测量某金属丝的电阻率。

①用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图1所示，可得金属丝直径的测量值1

=mm。

②将该金属丝绕在陶瓷管上，电阻值约为25。。除了开关、若干导线之外还提供了如表

1所示的器材：

表1

器材名称规格

量程0~3V（内阻约为3kC）

电压表

0-15V（内阻约为15kC）

量程0~0.6A（内阻约为0.1。）

电流表

0-3A（内阻约为0.02。）

滑动变阻器总电阻为10Q

直流电源电动势6V和12V

自流电源

图2

为较准确测量该金属丝的阻值，某同学用所给器材组成实验电路，如图2所示。图中某

个器材的连接有不当之处，该器材是,理由是。

③若测得金属丝的长度为L，直径为d,电阻为R,则金属丝的电阻率p=o

（2）家庭装修时需要根据用电功率的不同选择相应粗细的导线，表2是不同横截面积

的铜导线常温下允许的负载电流范围。小明家正在装修，配备电器如表3所示，请你帮

助他在安全、经济的原则下选择粗细合适的总干路导线，其序号为，

试卷第2页，共8页

写出选择依据：

表2

导线序号横截面积(mm2)允许长期负载电流(A)

A1.06〜8

B1.58〜15

C2.516-25

D4.025-32

E6.032〜40

F10.050〜65

G16.070〜90

表3

电功率电功率

电器名称(W)电器名称(W)

空调机2000-3000抽油烟机100

电冰箱50-150电热水器2000

洗衣机400吸尘器800

电水壶1000电脑设备200

电饭煲800电视机100

微波炉1000其他常用600

3.(2020.北京朝阳•一模)在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电

动势约1.5V,内阻约1.0C。某同学利用图甲所示的电路进行测量，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Ai：量程0~0.6A,内阻约0.125C

电流表A2：量程0~3A,内阻约0.025C

电压表V：量程0~3V,内阻约3kC

滑动变阻器R/：0~20Q,额定电流2A

滑动变阻器小：0-100Q,额定电流1A

(1)为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中电流表应选用,滑动变阻器

应选用(填写仪器的字母代号)。

(2)经过多次测量并记录对应的电流表示数/和电压表示数U,利用这些数据在图乙中画

出了U—/图线。由此得出电源的电动势£=V；内阻r=Qo

(3)该同学实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时电压表

的示数取不到1.0V以下，出现这一现象的原因可能是；改

进的方法为。

4.(2020.北京朝阳•一模)在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量

间接计算微观量。

(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成(选填“单层”或哆层“)分子油

膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的

油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为。

(2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并

计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：

A.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜

B.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积

C.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上

D.向浅盘中倒入约2cm深的水，将琲子粉均匀地撒在水面上

以上操作的合理顺序是(填字母代号)。

(3)若实验时琲子粉撒的太厚，则所测的分子直径会(选填“偏大”或"偏小”)。

试卷第4页，共8页

（4）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线,

图乙为某同学参照图甲所做的分子势能昂随分子间距「的变化图线。请你对图乙的合理

性做出分析，填在下面表格相应的位置中。

指出合理或不合理之处并简述理由

合理之处

不合理之处

乙

5.（2022•北京朝阳.统考一模）为了验证机械能守恒定律，某学习小组用如图1所示的

气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条）进行实验。在导轨上选择两

个适当的位置A、B安装光电门I、II,并连接数字计时器；用刻度尺分别测量A、B

点到水平桌面的高度〃八〃2。

图2

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度”时，游标卡尺的示数如图2所示，则

d=mm。

（2）某次实验中，测得滑块通过光电门I的时间5=0.026s,则滑块通过光电门I的瞬

时速度匕=m/s（保留两位有效数字）。

（3）将滑块从光电门I左侧某处由静止开始释放，测出滑块通过光电门I、II的时间

分别为△:和M»在误差允许范围内，若%-%=（用d、Ar,、颂以及重

力加速度g表示），则可认为滑块下滑过程中机械能守恒。

（4）另一小组的同学想用如图3所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车

所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶系统的机械能是守恒的，你是否

同意？并说明理由__________.

图3

6.（2022•北京朝阳♦一模）某课外活动小组用铜片、铝片和自来水制作了由多个自来水

电池构成的电池组。为了测量电池组的电动势E和内阻〃他们选用数字电压表（内阻

大于10MC）、电阻箱（0~9999。）以及开关与该电池组连接成电路进行实验。

（1）请在图1的方框中画出实验电路原理图___________。

试卷第6页，共8页

图1

（2）按照设计的电路图连接电路后，调节电阻箱接入电路的阻值R,并同时记录数字

电压表的读数U。以J为纵轴、士为横轴建立直角坐标系，描出数据点，得到图2所

示的图线。已知图线在纵轴上的截距为b,斜率为鼠由此可以求得电池组的电动势

E=＞内阻r=o（用匕和k表示）

图2

（3）该小组的同学想用上面数字电压表和电阻箱探究某光伏电池的特性。他们通过查

阅资料知道，光伏电池在特定光照条件下的伏安特性曲线如图3所示，则他们得到的

U-R图像可能是图4中的。

图3

试卷第8页，共8页

参考答案:

1.根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小10.040.0无

影响

【详解】(1)[1]实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的

依据是根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小。

(2)⑵⑶根据胡克定律有

F=k^x=k(L-

所以图像的横截距表示4,斜率表示劲度系数，即

%=10.0cm

\F8.0

N/m=40.0N/m

△L-(30.0-10.0)x102

(3)[4]根据前面分析可知，弹簧自重体现在图像会出现横截距,但对图像的斜率无影响,

所以对弹簧劲度系数的测量结果无影响。

TF依据

2.0.346-0.349滑动变阻器无法实现调节且易发生短路

/=捺及家庭电路电压可得干路电流约为50A

【详解】⑴①⑴金属丝直径的测量值0.01mmx34.7=0.347mm

②⑵⑶图中滑动变阻器应该采用分压电路，图中的接法无法实现调节且易发生短路;

③[4]若测得金属丝的长度为L直径为乩电阻为R,则根据

PL4L

金属丝的电阻率

nRd2

p=-------

4L

(2)⑸⑹家电总功率为P=10kW左右，则干路电流

£=3A=45.4A

U220

接近50A,则应该选用的导线是F；

3.AiRi1.50(1.491.50)0.83(0.810.85)电源内阻太小可在电源旁边串

联一个较小阻值的定值电阻

【详解】电源电动势约为1.5V,流过电路的最大电流约为零点儿安培，电流表应选择

Ai；

答案第1页，共4页

0由于电源内阻较小，为了调节方便，测量结果尽量准确，则滑动变阻器应选Q；

(2)[3]由图示电源U—/图像可知，电源电动势

E=1.50V

由于误差1.49V~1.50V均可。

[4]电源内阻

由于误差0.81。0.85C均可。

(3)[5]网根据串联电路中电压与电阻成正比，可知节滑动变阻器的滑片时电压表的示数取不

到1.0V以下，说明电源内阻太小，为了使电压表示数更小，可在电源旁边串联一个较小阻

值的定值电阻。

V

4.单层d=-DACB偏大见解析见解析

【详解】⑴[I]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分

子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；由上可知，在水面上要形成单层

分子油膜；

⑵一滴油酸的体积为V,油酸分子的直径为

S

(2)[3]本实验首先要制备酒精油酸溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，同时通

过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；同时向浅盘中倒入约2cm深的水，将琲子粉均匀地

撒在水面上；然后将此溶液1滴在有琲子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板

放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按

不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用此溶液的体积除以其的面

积，恰好就是油酸分子的直径。故正确的步骤为DACB。

(3)⑷实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由

d=(可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。

(4)⑶合理之处：图乙的大致变化情况合理，因为分子间距由足够远减小到3的过程中分子

力体现为引力做正功，分子势能减小，所以ro处的分子势能最小，此后再靠近的过程中，

分子力体现为斥力做负功，所以分子势能逐渐增大。

⑹①图乙〃处分子势能为0的点不合理，由于分子力做功等于分子势能的变化，故分子间

答案第2页，共4页

距由足够远减小到〃的过程中分子力做的总功应当为0,即甲图中〃处以右F-厂图线下的

总面积应当为0,图中显然不符合。

②图乙在的范围内弯曲情况不合理，由于图线的斜率即为分子力，该区间的

分子力是越来越大的，而图中的斜率显然越来越小。

5.5.20.209-册不同意。小车和砂桶组成的系统机械能不守恒。挂

上砂桶后，小车在沿长木板下滑的过程中，所受的阻力对系统做功，使得小车和砂桶系统不

再满足机械能守恒的条件，即''只有系统内的重力和弹力做功因此小车和砂桶组成的系统

机械能不守恒。（通过“小车下滑过程中，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为

内能，引起机械能减少”说明亦可。）

【详解】［1］游标卡尺的读数为

d=5mm+2x（）.1mm=5.2mm

［2］滑块通过光电门I的速度