2025年高三物理高考实验教学精彩模拟试题

2025年高三物理高考实验教学精彩模拟试题一、力学实验题（共40分）（一）探究匀变速直线运动的规律（15分）实验器材：电火花计时器（220V交流电）、一端带滑轮的长木板、小车、纸带（带复写纸）、钩码（50g×5）、毫米刻度尺、坐标纸。1.实验步骤补充与纠错某同学操作步骤如下，请指出两处错误并改正：①将长木板平放在桌面上，滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板左端并连接6V低压交流电源；②把纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在小车尾部，小车停靠在打点计时器附近；③先释放小车，再接通电源，待小车到达滑轮处立即关闭电源；④取下纸带，在点迹清晰处选取计数点，每3个点取一个计数点（打点周期T=0.02s）。错误1：电火花计时器使用6V低压交流电源（需改为：电火花计时器应连接220V交流电源）错误2：先释放小车，再接通电源（需改为：先接通电源，待打点稳定后再释放小车）2.数据处理与误差分析图1为某次实验得到的纸带，0为起始点，相邻计数点间的距离依次为x₁=1.20cm、x₂=1.99cm、x₃=2.80cm、x₄=3.61cm、x₅=4.40cm，相邻计数点时间间隔T=0.1s（每5个点取一个计数点）。（1）用逐差法计算加速度a=________m/s²（保留3位有效数字）解析：根据逐差法公式(a=\frac{(x_4+x_5-x_2-x_1)}{4T^2})代入数据：(x_4=3.61cm)，(x_5=4.40cm)，(x_2=1.99cm)，(x_1=1.20cm)，(T=0.1s)[a=\frac{(3.61+4.40-1.99-1.20)\times10^{-2}}{4\times(0.1)^2}=\frac{4.82\times10^{-2}}{0.04}=1.21,\text{m/s}^2]（2）若实验中未平衡摩擦力，加速度测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）答案：小于解析：未平衡的摩擦力会阻碍小车运动，导致实际加速度偏小，故测量值小于真实值。3.创新拓展若用频闪照相法替代打点计时器，已知频闪仪闪光频率为50Hz，某次拍摄的小车运动照片如图2所示（标尺单位cm），相邻像点间距依次为2.50cm、3.50cm、4.50cm、5.50cm。则小车在第3个像点时的瞬时速度v=________m/s。解析：频闪周期(T=\frac{1}{50}=0.02s)，第3个像点对应中间时刻，速度等于前后两段位移的平均速度：[v=\frac{(3.50+4.50)\times10^{-2}}{2\times0.02}=\frac{8\times10^{-2}}{0.04}=2.00,\text{m/s}]（二）验证动量守恒定律（25分）实验装置：如图甲所示，小车A（前端贴橡皮泥）、小车B（静止）置于水平长木板上，打点计时器固定在木板右端，纸带穿过计时器后与小车A连接。1.实验原理接通打点计时器电源后，轻推小车A使其匀速运动，与静止的小车B碰撞后粘在一起共同运动，通过纸带记录碰撞前后的速度，验证碰撞过程中系统动量守恒。2.数据处理某次实验得到的纸带如图乙所示，纸带上相邻计数点间的距离已标注（单位：cm），打点周期T=0.02s，每5个点取一个计数点。（1）碰撞前小车A的速度v₁=________m/s；碰撞后两车共同速度v₂=________m/s。解析：碰撞前小车做匀速运动，选BC段（x=2.40cm）计算速度：[v_1=\frac{2.40\times10^{-2}}{0.1}=0.24,\text{m/s}]碰撞后共同运动，选DE段（x=1.60cm）计算速度：[v_2=\frac{1.60\times10^{-2}}{0.1}=0.16,\text{m/s}]（2）若小车A质量m₁=0.2kg，小车B质量m₂=0.1kg，碰撞前总动量p₁=________kg·m/s，碰撞后总动量p₂=________kg·m/s。答案：p₁=0.048，p₂=0.048解析：(p_1=m_1v_1=0.2\times0.24=0.048,\text{kg·m/s})(p_2=(m_1+m_2)v_2=0.3\times0.16=0.048,\text{kg·m/s})3.误差分析（1）若长木板未调水平，存在微小倾角，对实验结果的影响是________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。答案：无影响解析：倾角会同时影响碰撞前后的速度，但系统所受合外力为零，动量仍守恒。（2）若碰撞过程中橡皮泥脱落，测得的碰撞后速度v₂将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。答案：偏大解析：橡皮泥脱落导致部分动量损失，实际共同速度偏小，若按原质量计算则v₂偏大。二、电学实验题（共30分）（一）测定金属丝的电阻率（15分）实验器材：待测金属丝（电阻约5Ω）、直流电源（6V）、电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干。1.电路选择（1）电流表应采用________接法（选填“内”或“外”），理由是________。答案：外接法；因为(R_x\approx5\Omega\llR_V=3k\Omega)，采用外接法可减小系统误差。（2）滑动变阻器应采用________接法（选填“分压”或“限流”），若要使金属丝两端电压从0开始连续变化，必须采用________接法。答案：限流；分压2.数据测量与计算（1）用螺旋测微器测量金属丝直径d，如图丙所示，读数为________mm。解析：固定刻度1.5mm，可动刻度23.0×0.01mm=0.230mm，总读数=1.5+0.230=1.730mm。（2）用毫米刻度尺测量金属丝长度L=50.00cm，某次实验中电压表示数U=2.40V，电流表示数I=0.48A，计算金属丝电阻率ρ=________Ω·m（保留两位有效数字）。解析：电阻(R=\frac{U}{I}=\frac{2.40}{0.48}=5.0\Omega)横截面积(S=\pi\left(\frac{d}{2}\right)^2=3.14\times(0.865\times10^{-3})^2\approx2.35\times10^{-6},\text{m}^2)电阻率(\rho=\frac{RS}{L}=\frac{5.0\times2.35\times10^{-6}}{0.5000}\approx2.4\times10^{-5},\Omega·m)（二）测量电源电动势和内阻（15分）实验方案：采用伏安法，电路图如图丁所示，改变滑动变阻器阻值，记录多组U、I数据，绘制U-I图像。1.误差分析（1）由于电压表分流，测得的电动势E测________真实值E真，内阻r测________真实值r真（选填“大于”“小于”或“等于”）。答案：小于；小于解析：电压表分流导致电流测量值偏小，U-I图像纵轴截距（E测）小于真实值，斜率绝对值（r测）小于真实值。2.数据处理某次实验得到的U-I数据如下表：I/A0.100.200.300.400.50U/V2.802.602.412.202.00（1）根据数据在坐标纸中绘制U-I图像（略），由图像可得E=________V，r=________Ω。答案：E=3.00V；r=2.00Ω解析：图像纵轴截距为E=3.00V，斜率绝对值(r=\frac{\DeltaU}{\DeltaI}=\frac{3.00-2.00}{0.50}=2.00\Omega)。三、热学与光学实验（共30分）（一）用单分子油膜法估测分子直径（15分）实验器材：油酸酒精溶液（浓度η=1/500）、浅盘（边长30cm）、痱子粉、注射器（量程1mL，分度值0.01mL）、坐标纸、玻璃板。1.实验步骤（1）用注射器抽取油酸酒精溶液，缓慢推动活塞，记录注射器刻度变化，计算一滴溶液的体积V₀=0.02mL；（2）在浅盘内倒入约2cm深的水，均匀撒上痱子粉，用注射器滴一滴溶液在水面中央；（3）待油膜稳定后，将玻璃板覆盖在浅盘上，用笔画出油膜轮廓；（4）将玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内正方形格子数（不足半格舍去，超过半格算一格），squares=58个，格子边长l=1cm。2.数据计算（1）一滴溶液中纯油酸体积V=________m³；解析：(V=V_0\times\eta=0.02\times10^{-6},\text{m}^3\times\frac{1}{500}=4\times10^{-11},\text{m}^3)（2）油膜面积S=________m²，分子直径d=________m（保留一位有效数字）。解析：(S=58\times(1\times10^{-2})^2=5.8\times10^{-3},\text{m}^2)(d=\frac{V}{S}=\frac{4\times10^{-11}}{5.8\times10^{-3}}\approx7\times10^{-9},\text{m})（二）测定玻璃的折射率（15分）实验器材：玻璃砖、大头针、量角器、直尺、白纸、木板。1.实验原理如图戊所示，在白纸上画直线aa'作为玻璃砖上界面，bb'为下界面，P₁、P₂为入射光线的大头针，透过玻璃砖观察并在另一侧插大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像，确定出射光线。2.数据处理（1）用量角器测量入射角i=45°，折射角r=30°，则玻璃的折射率n=________。答案：(n=\frac{\sini}{\sinr}=\frac{\sin45^\circ}{\sin30^\circ}=\frac{\sqrt{2}/2}{1/2}=\sqrt{2}\approx1.41)（2）若玻璃砖上下表面不平行，则测得的折射率将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。答案：不变解析：折射率仅由入射角和折射角决定，与玻璃砖形状无关。四、拓展探究实验（20分）利用传感器探究单摆周期与摆长的关系实验器材：单摆（摆球质量50g）、光电门传感器（精度0.001s）、铁架台、米尺、游标卡尺、计算机（数据采集软件）。1.实验要求改变摆长L（从50cm到100cm，间隔10cm），测量单摆周期T，验证(T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}})。2.误差分析（1）若摆球在摆动过程中做圆锥摆运动，测得的周期T将________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。答案：小于解析：圆锥摆周期(T'=2\pi\sqrt{\frac{L\cos\theta}{g}}<T)，其中θ为摆线与竖直方向夹角。（2）若用200g的摆球替代50g摆球，周期T将________（选填“增大”“减小”或“不变”）。答案：不变解析：单摆周期与摆球质量无关。3.数据处理根据实验数据绘制(T^2-L)图像，若图像斜率为k，则重力加速度g