2025年高三物理高考实验教学使命模拟试题

2025年高三物理高考实验教学使命模拟试题一、力学实验题（共20分）（一）实验题1：探究加速度与力、质量的关系（10分）某实验小组采用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中使用的打点计时器电源频率为50Hz，小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，且满足m<<M的条件。实验步骤：将长木板放在水平桌面上，一端垫高以平衡摩擦力，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，使小车能沿木板匀速下滑。用天平测量小车的质量M，砝码及砝码盘的总质量m，将数据记录在表格中。把细线一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮悬挂砝码盘，接通打点计时器电源后释放小车，打出一条纸带。改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤3，得到多条纸带。保持砝码及砝码盘的总质量m不变，在小车上增加砝码改变小车质量M，重复步骤3，得到多条纸带。数据处理：选取一条纸带，在纸带上取连续的7个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，各计数点到起始点的距离分别为：0.00cm、1.50cm、3.20cm、5.10cm、7.20cm、9.50cm、12.00cm。根据逐差法计算小车的加速度a=______m/s²（结果保留两位有效数字）。误差分析：若实验中未平衡摩擦力，会导致小车所受合力______（填“大于”“小于”或“等于”）细线的拉力，从而使加速度的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。若砝码及砝码盘的总质量m未远小于小车质量M，会导致细线拉力的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，从而使加速度的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验结论：在质量一定的情况下，加速度与合力成______（填“正比”或“反比”）；在合力一定的情况下，加速度与质量成______（填“正比”或“反比”）。（二）实验题2：验证机械能守恒定律（10分）某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验中使用的重锤质量为m=0.5kg，打点计时器电源频率为50Hz。实验器材：打点计时器、纸带、重锤、铁架台、毫米刻度尺、电源等。实验步骤：按图示装置安装实验器材，将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔。先接通打点计时器电源，再释放重锤，使重锤自由下落，打出一条纸带。更换纸带，重复步骤2，得到多条纸带。数据处理：选取一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取A、B、C三个计数点，其中A为起始点，B、C为后续的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.02s。测量A到B的距离h₁=19.60cm，A到C的距离h₂=32.40cm。计算重锤在B点的速度vB=______m/s，在C点的速度vC=______m/s（结果保留两位有效数字）。计算从B点到C点过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp=______J，动能的增加量ΔEk=______J（g取9.8m/s²，结果保留两位有效数字）。误差分析：实验中存在的主要误差是______（填“系统误差”或“偶然误差”），产生误差的原因是______（写出一条即可）。实验结论：在误差允许的范围内，重锤重力势能的减少量______（填“等于”“大于”或“小于”）动能的增加量，从而验证了机械能守恒定律。二、电学实验题（共20分）（一）实验题3：测定金属的电阻率（10分）某实验小组要测定一段金属丝的电阻率，实验室提供的器材有：电源（电动势E=3V，内阻r=1Ω）电流表（量程0~0.6A，内阻RA=0.5Ω）电压表（量程0~3V，内阻RV=3kΩ）滑动变阻器（最大阻值50Ω，额定电流1A）螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线等实验原理：根据电阻定律R=ρL/S，可得ρ=RS/L，其中R为金属丝的电阻，L为金属丝的长度，S为金属丝的横截面积。实验步骤：用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图所示，螺旋测微器的示数为______mm。用毫米刻度尺测量金属丝的长度L=50.00cm。设计实验电路，为了减小实验误差，电流表应采用______（填“内接法”或“外接法”），滑动变阻器应采用______（填“限流接法”或“分压接法”）。连接实验电路，闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组电流表和电压表的示数。数据处理：某次实验中，电流表的示数为0.30A，电压表的示数为1.50V，计算金属丝的电阻R=______Ω（结果保留两位有效数字）。计算金属丝的横截面积S=______m²（结果保留两位有效数字）。计算金属丝的电阻率ρ=______Ω·m（结果保留两位有效数字）。误差分析：若电流表采用内接法，会导致电阻的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（二）实验题4：描绘小灯泡的伏安特性曲线（10分）某同学要描绘一个标有“3V1.5W”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的器材有：电源（电动势E=4.5V，内阻不计）电流表（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω）电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）开关、导线等实验原理：通过改变小灯泡两端的电压，测量对应的电流，绘制I-U图像，得到小灯泡的伏安特性曲线。实验步骤：计算小灯泡的额定电流I=______A，电阻R=______Ω（结果保留两位有效数字）。设计实验电路，为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用______（填“限流接法”或“分压接法”）。连接实验电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到______（填“左端”或“右端”）。闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大到3V，记录多组电压和电流数据。数据处理：根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线，如图所示，由图像可知，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”“减小”或“不变”），原因是______。误差分析：若电压表的内阻不是无穷大，会导致电流的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。三、光学实验题（共10分）实验题5：测定玻璃的折射率（10分）某实验小组用插针法测定玻璃的折射率，实验装置如图所示，玻璃砖的两面平行。实验步骤：在白纸上画一条直线aa'作为玻璃砖的上界面，过aa'上的一点O画法线NN'，在法线左侧画一条线段AO作为入射光线。将玻璃砖放在白纸上，使玻璃砖的上界面与aa'重合，在玻璃砖的下界面处画直线bb'。在AO上竖直插上两枚大头针P₁、P₂，透过玻璃砖观察P₁、P₂的像，在玻璃砖的右侧竖直插上大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像。移去玻璃砖和大头针，过P₃、P₄画直线OB作为出射光线，连接O、O'（O'为OB与bb'的交点），OO'即为折射光线。数据处理：用量角器测量入射角i=45°，折射角r=30°，计算玻璃的折射率n=______（结果保留两位有效数字）。若玻璃砖的厚度为h=2.00cm，计算入射光线AO与出射光线OB之间的距离d=______cm（结果保留两位有效数字）。误差分析：若玻璃砖的两面不平行，会导致实验结果______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。若大头针P₁、P₂的距离过近，会导致确定光线方向时的误差______（填“增大”“减小”或“不变”）。实验结论：玻璃的折射率n=______（结果保留两位有效数字）。四、热学实验题（共10分）实验题6：探究气体等温变化的规律（10分）某实验小组用如图所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器的容积为20mL，活塞的横截面积为S=10cm²，重力加速度g=10m/s²。实验原理：在温度不变的情况下，一定质量的气体，其压强与体积成反比，即pV=常量。实验步骤：将注射器的活塞推至底部，排出注射器内的空气，然后吸入一定质量的空气，用橡皮帽封住注射器的小孔。在活塞上放置一个砝码盘，记录活塞的刻度V₁=10mL，砝码盘的质量m₁=50g，计算此时气体的压强p₁=______Pa（结果保留两位有效数字）。在砝码盘上增加砝码，记录活塞的刻度V₂=8mL，砝码盘及砝码的总质量m₂=100g，计算此时气体的压强p₂=______Pa（结果保留两位有效数字）。继续增加砝码，重复步骤3，得到多组数据。数据处理：计算p₁V₁=______Pa·m³，p₂V₂=______Pa·m³（结果保留两位有效数字）。在误差允许的范围内，p₁V₁______（填“等于”“大于”或“小于”）p₂V₂，从而验证了气体等温变化的规律。误差分析：若注射器漏气，会导致气体的质量______（填“增大”“减小”或“不变”），从而使实验结果______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。五、近代物理实验题（共10分）实验题7：用双缝干涉测量光的波长（10分）某实验小组用双缝干涉仪测量光的波长，实验装置如图所示，双缝间距d=0.20mm，双缝到光屏的距离L=1.00m。实验步骤：调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心在同一条直线上，使单缝与双缝平行。打开光源，在光屏上观察到干涉条纹。用测量头测量相邻两条亮条纹的间距Δx。数据处理：测量头的示数如图所示，第一次示数为x₁=1.12mm，第二次示数为x₂=5.54mm，相邻两条亮条纹的间距Δx=______mm（结果保留两位有效数字）。计算光的波长λ=______m（结果保留两位有效数字）。误差分析：若双缝间距d增大，会导致相邻两条亮条纹的间距Δx______（填“增大”“减小”或“不变”）。若测量头的分划板未与干涉条纹平行，会导致Δx的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验结论：光的波长λ=______m（结果保留两位有效数字）。六、实验设计题（共20分）实验题8：设计实验测量电源的电动势和内阻（20分）某同学要测量一节干电池的电动势E和内阻r，实验室提供的器材有：待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω）电流表（量程0~0.6A，内阻RA=0.5Ω）电压表（量程0~3V，内阻RV=3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）电阻箱（0~9999.9Ω）开关、导线等实验方案设计：方案一：伏安法，用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻。方案二：伏阻法，用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻。方案三：安阻法，用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻。实验原理：方案一：根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir，改变滑动变阻器的阻值，测量多组U、I数据，作出U-I图像，图像的纵截距为E，斜率的绝对值为r。方案二：根据闭合电路欧姆定律E=U+（U/R）r，改变电阻箱的阻值R，测量多组U、R数据，作出1/U-1/R图像，图像的纵截距为1/E，斜率为r/E。方案三：根据闭合电路欧姆定律E=I（R+RA+r），改变电阻箱的阻值R，测量多组I、R数据，作出1/I-R图像，图像的纵截距为（RA+r）/E，斜率为1/E。实验步骤（选择方案二）：按图示电路连接实验器材，将电阻箱的阻值调至最大。闭合开关，调节电阻箱的阻值R，记录电阻箱的阻值R和对应的电压表示数U。改变电阻箱的阻值，重复步骤2，得到多组数据。数据处理：根据实验数据，计算1/U和1/R的值，如下表所示：|R/Ω|U/V|1/U(V⁻¹)|1/R(Ω⁻¹)||------|------|-----------|-----------||5.0|1.20|0.83|0.20||10.0|1.00|1.00|0.10||15.0|0.86|1.16|0.067||20.0|0.75|1.33|0.050|根据表中数据，在坐标纸上作出1/U-1/R图像，图像的纵截距b=______V⁻¹，斜率k=______V·Ω⁻¹（结果保留两位有效数字）。计算电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字）。误差分析：若电压表的内阻不是无穷大，会导致电压的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”），从而使电动势的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验改进：若要减小实验误差，可以采用______（填“方案一”“方案二”或“方案三”），理由是______。七、实验探究题（共10分）实验题9：探究影响单摆周期的因素（10分）某实验小组用单摆探究影响单摆周期的因素，实验装置如图所示，摆球的质量为m，摆长为L。实验猜想：单摆的周期可能与摆长L、摆球质量m、振幅A有关。实验步骤：保持摆长L=1.00m，摆球质量m=50g，振幅A=5cm，测量单摆完成30次全振动的时间t，计算周期T=______s（结果保留两位有效数字）。保持摆长L=1.00m，振幅A=5cm，改变摆球质量m=100g，测量单摆完成30次全振动的时间t，计算周期T=______s（结果保留两位有效数字）。保持摆球质量m=50g，振幅A=5cm，改变摆长L=0.50m，测量单摆完成30次全振动的时间t，计算周期T=______s（结果保留两位有效数字）。保持摆长L=1.00m，摆球质量m=50g，改变振幅A=10cm，测量单摆完成30次全振动的时间t，计算周期T=______s（结果保留两位有效数字）。实验结论：单摆的周期与摆球质量m______（填“有关”或“无关”），与振幅A______（填“有关”或“无关”），与摆长L的平方根成______（填“正比”或“反比”