2025年高三物理高考实验教学携手前行模拟试题

2025年高三物理高考实验教学携手前行模拟试题一、力学实验（共45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。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：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：电火花计时器应使用220V交流电（原步骤①中“6V低压交流电源”错误）；错误2：应先接通电源再释放小车（原步骤③中“先释放小车，再接通电源”错误）。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。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_3+x_4+x_5)-(x_0+x_1+x_2)}{9T^2})，代入数据得：(a=\frac{(2.80+3.61+4.40)-(0+1.20+1.99)}{9\times(0.1)^2}\times10^{-2}=0.847\\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”）。解析：未平衡摩擦力时，小车所受合力偏小，加速度测量值小于真实值。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中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：中间时刻速度等于平均速度，(v=\frac{(3.50+4.50)\times10^{-2}}{2\times0.02}=2.00\\text{m/s})。（二）验证动量守恒定律（15分）实验装置：斜槽轨道（末端水平）、两个半径相同的小球A（质量m₁=0.1kg）和B（质量m₂=0.2kg）、重垂线、复写纸、白纸、天平、刻度尺。实验原理通过测量两小球碰撞前后的水平位移，验证碰撞过程中系统动量守恒，即(m_1v_1=m_1v_1'+m_2v_2')（其中v₁、v₁'、v₂'分别为A球碰前速度、碰后速度及B球碰后速度）。数据记录与计算实验测得：A球单独释放时的平均落点为P，OP=20.0cm；A球与静止B球碰撞后，A球落点为M，OM=10.0cm；B球落点为N，ON=30.0cm。①请根据上述数据验证动量守恒定律（重力加速度g=9.8m/s²，斜槽末端距地面高度h=1.225m）。解析：小球做平抛运动的时间(t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\times1.225}{9.8}}=0.5\\text{s})。则(v_1=\frac{OP}{t}=0.4\\text{m/s})，(v_1'=\frac{OM}{t}=0.2\\text{m/s})，(v_2'=\frac{ON}{t}=0.6\\text{m/s})。左侧动量：(m_1v_1=0.1\times0.4=0.04\\text{kg·m/s})；右侧动量：(m_1v_1'+m_2v_2'=0.1\times(-0.2)+0.2\times0.6=0.10\\text{kg·m/s})（注：A球反弹，v₁'取负值）。结论：因实验误差，左右两侧动量近似相等，可认为动量守恒。（三）用单摆测定重力加速度（15分）实验器材：单摆（摆长约1m）、秒表、毫米刻度尺、游标卡尺。实验步骤①用游标卡尺测量摆球直径d=2.00cm，摆线长l₀=98.00cm，则摆长l=________cm。解析：摆长(l=l_0+\frac{d}{2}=98.00+1.00=99.00\\text{cm})。②测量单摆完成50次全振动的时间t=99.0s，则周期T=________s。解析：(T=\frac{t}{50}=\frac{99.0}{50}=1.98\\text{s})。③计算重力加速度g=________m/s²（保留3位有效数字）。解析：由(T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}})得(g=\frac{4\pi^2l}{T^2}=\frac{4\times(3.14)^2\times0.99}{(1.98)^2}\approx9.86\\text{m/s}^2)。误差分析若实验中误将49次全振动记为50次，则测得的g值________真实值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。解析：周期测量值偏小，根据(g=\frac{4\pi^2l}{T^2})，g值偏大。二、电学实验（共40分）（一）测定电源电动势和内阻（20分）实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约1Ω）、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。实验电路采用伏安法测量，电路图如图所示（电压表并联在电源两端，电流表串联在电路中）。数据处理调节滑动变阻器，记录多组U、I数据，绘制U-I图线，图线与纵轴交点坐标为（0，2.90V），与横轴交点坐标为（0.58A，0）。①电源电动势E=________V，内阻r=_______Ω（保留2位有效数字）。解析：E=2.9V（纵轴截距），(r=\frac{E}{I{\text{短}}}=\frac{2.9}{0.58}\approx5.0\\Omega)（注：此处因未考虑电表内阻，内阻测量值偏大）。误差分析若考虑电压表分流，真实内阻r₀与测量值r的关系为________（选填“r₀>r”“r₀<r”或“r₀=r”）。解析：电压表分流导致电流测量值偏小，图线斜率绝对值偏小，故r₀**>**r。（二）测量金属丝的电阻率（20分）实验器材：金属丝（电阻约5Ω）、螺旋测微器、米尺、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、滑动变阻器（0~10Ω）、电源（3V）、开关、导线。实验步骤①用螺旋测微器测量金属丝直径d，示数如图所示，d=________mm。解析：螺旋测微器固定刻度1.5mm，可动刻度20.0×0.01mm=0.200mm，d=1.5+0.200=1.700mm。②测量金属丝长度L=50.00cm，电压表示数U=2.50V，电流表示数I=0.50A。③计算电阻率ρ=________Ω·m（保留2位有效数字）。解析：电阻(R=\frac{U}{I}=5.0\\Omega)，横截面积(S=\frac{\pid^2}{4}=\frac{\pi\times(1.700\times10^{-3})^2}{4}\approx2.27\times10^{-6}\\text{m}^2)，电阻率(\rho=\frac{RS}{L}=\frac{5.0\times2.27\times10^{-6}}{0.50}\approx2.3\times10^{-5}\\Omega·m)。三、热学与光学实验（共15分）（一）用单分子油膜法估测分子大小（10分）实验器材：油酸酒精溶液（浓度1/500）、浅盘、痱子粉、滴管、量筒（1mL）、坐标纸、刻度尺。实验步骤①用滴管滴入1mL油酸酒精溶液，共滴出50滴，则每滴溶液体积V₀=________mL。解析：(V_0=\frac{1}{50}=0.02\\text{mL})。②在浅盘中倒入水，撒上痱子粉，滴入一滴溶液，形成单分子油膜，测得油膜面积S=350cm²。③估算油酸分子直径d=________m（保留1位有效数字）。解析：纯油酸体积(V=V_0\times\frac{1}{500}=0.02\times10^{-6}\times\frac{1}{500}=4\times10^{-11}\\text{m}^3)，(d=\frac{V}{S}=\frac{4\times10^{-11}}{350\times10^{-4}}\approx1\times10^{-9}\\text{m})。（二）测定玻璃的折射率（5分）实验原理：利用光的折射定律(n=\frac{\sini}{\sinr})，通过测量入射角i和折射角r计算折射率。数据记录某次实验中，测得入射角i=30°，折射角r=19°，则玻璃折射率n=________（保留2位有效数字）。解析：(n=\frac{\sin30^\circ}{\sin19^\circ}=\frac{0.5}{0.3256}\approx1.5)。四、创新实验设计（15分）（一）利用智能手机测量重力加速度（15分）实验目的：用手机内置加速度传感器测量自由落体运动的加速度。实验器材：智能手机（安装加速度传感器APP）、米尺、支架。实验步骤①将手机固定在支架上，开启APP，设置采样频率为100Hz；②让手机从高度h=1.00m处自由下落，记录下落过程中的加速度-时间图像；③从图像中提取自由下落阶段的加速度平均值，即为g的测量值。误差分析若手机下落过程中存在空气阻力，测得的g值________真实值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。解析：空气阻力导致加速度减小，测量值偏小。参考答案：力学实验（一）：2.①0.847；②小于；3.2.00（二）：2.①见解析；（三）：1.①99.00；②1.98；③9.86；2.偏