2025年高三物理高考實驗教學(xué)勤于思考模擬試題一、力學(xué)實驗（共45分）（一）探究勻變速直線運動的規(guī)律（15分）實驗器材：電火花計時器（220V交流電）、一端帶滑輪的長木板、小車（質(zhì)量約0.5kg）、紙帶（帶復(fù)寫紙）、鉤碼（50g×5）、毫米刻度尺、坐標(biāo)紙、導(dǎo)線若干。實驗步驟補充與糾錯某同學(xué)操作步驟如下，請指出兩處錯誤并改正：①將長木板平放在桌面上，滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在木板左端并連接6V低壓交流電源；②把紙帶穿過打點計時器限位孔，一端固定在小車尾部，小車?？吭诖螯c計時器附近；③先釋放小車，再接通電源，待小車到達(dá)滑輪處立即關(guān)閉電源；④取下紙帶，在點跡清晰處選取計數(shù)點，每3個點取一個計數(shù)點（打點周期T=0.02s）。錯誤1：電火花計時器應(yīng)使用220V交流電（原步驟①中“6V低壓”錯誤）錯誤2：應(yīng)先接通電源再釋放小車（原步驟③中“先釋放后接通”錯誤）數(shù)據(jù)處理與誤差分析2.圖1為某次實驗得到的紙帶，0為起始點，相鄰計數(shù)點間的距離依次為x?=1.20cm、x?=1.99cm、x?=2.80cm、x?=3.61cm、x?=4.40cm，相鄰計數(shù)點時間間隔T=0.1s（每5個點取一個計數(shù)點）。①用逐差法計算加速度a=________m/s2（保留3位有效數(shù)字）解析：根據(jù)逐差法公式(a=\frac{(x_4+x_5+x_6)-(x_1+x_2+x_3)}{9T^2})，因x?缺失，近似取前5段數(shù)據(jù)計算：(a=\frac{(x_3+x_4+x_5)-(x_0+x_1+x_2)}{9T^2}=\frac{(2.80+3.61+4.40)-(0+1.20+1.99)}{9\times0.1^2}\times10^{-2}=0.847\\text{m/s}^2)②若實驗中未平衡摩擦力，加速度測量值________真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）答案：小于（摩擦力導(dǎo)致合外力減小，加速度測量值偏?。﹦?chuàng)新拓展3.若用頻閃照相法替代打點計時器，已知頻閃儀閃光頻率為50Hz，某次拍攝的小車運動照片如圖2所示（標(biāo)尺單位cm），相鄰像點間距依次為2.50cm、3.50cm、4.50cm、5.50cm。則小車在第3個像點時的瞬時速度v=________m/s。解析：中間時刻速度等于平均速度，第3個像點對應(yīng)時間間隔為0.02s×2=0.04s，(v=\frac{(3.50+4.50)\times10^{-2}}{2\times0.02}=2.00\\text{m/s})（二）驗證動量守恒定律（15分）實驗裝置：斜槽軌道（末端水平）、兩個半徑相同的小球（質(zhì)量m?=0.1kg，m?=0.2kg）、重垂線、復(fù)寫紙、白紙、天平、游標(biāo)卡尺。實驗步驟用天平測量兩球質(zhì)量，用游標(biāo)卡尺測小球直徑d=1.02cm；調(diào)整斜槽末端切線水平，在地面鋪白紙并固定復(fù)寫紙；不放被碰球m?時，讓m?從斜槽某高度靜止釋放，重復(fù)10次，記錄落點平均位置P；放入m?，讓m?從同一高度靜止釋放，與m?正碰后，記錄m?落點M和m?落點N；用重垂線確定斜槽末端投影點O，測量OP=20.00cm，OM=10.00cm，ON=30.00cm。數(shù)據(jù)處理驗證動量守恒：(m_1\cdotOP=m_1\cdotOM+m_2\cdot(ON-d))代入數(shù)據(jù)：(0.1\times20=0.1\times10+0.2\times(30-1.02))左側(cè)：2.00kg·cm，右側(cè)：1.00+5.796=6.796kg·cm（不守恒，需分析誤差來源）誤差分析2.導(dǎo)致實驗誤差的可能原因有：斜槽末端未完全水平（導(dǎo)致速度方向偏離水平）兩球碰撞非彈性（機械能損失）落點記錄存在偶然誤差（可通過增加實驗次數(shù)減?。ㄈ┨骄科綊佭\動的特點（15分）實驗器材：平拋運動實驗裝置（含斜槽、小球）、頻閃相機（頻率50Hz）、刻度尺、坐標(biāo)紙。數(shù)據(jù)處理某次實驗得到的頻閃照片如圖3所示，取A點為坐標(biāo)原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸，各點坐標(biāo)如下表（單位：cm）：點ABCDx05.0010.0015.00y01.255.0011.25①求小球初速度v?=________m/s（g=9.8m/s2）解析：豎直方向(\Deltay=gT^2)，(T=0.02s)，(\Deltay=(5.00-1.25)-1.25=2.50\\text{cm}=0.025m)，(v_0=\frac{x}{T}=\frac{5.00\times10^{-2}}{0.02}=2.50\\text{m/s})②若照片中y軸刻度存在0.2cm的零點誤差，則測量的初速度________真實值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）答案：不變（零點誤差對Δy無影響，不改變初速度計算結(jié)果）二、電磁學(xué)實驗（共40分）（一）測定金屬電阻率（20分）實驗器材：金屬絲（長度L=0.500m）、螺旋測微器、電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）、電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）、滑動變阻器（0~20Ω）、電源（4V）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實驗步驟用螺旋測微器測金屬絲直徑3次，讀數(shù)分別為0.382mm、0.384mm、0.386mm，平均值d=________mm；答案：0.384mm（(\frac{0.382+0.384+0.386}{3})）電路設(shè)計2.為減小系統(tǒng)誤差，電流表應(yīng)采用________（選填“內(nèi)接”或“外接”）法，滑動變阻器采用________（選填“限流”或“分壓”）接法。解析：金屬絲電阻(R=\rho\frac{L}{S}\approx5\Omega)，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于R，采用外接法；為使電壓從0開始調(diào)節(jié)，用分壓接法。數(shù)據(jù)處理3.某次測量中電壓表示數(shù)U=2.40V，電流表示數(shù)I=0.48A，計算電阻率ρ=________Ω·m（保留2位有效數(shù)字）解析：(S=\frac{\pid^2}{4}=\frac{\pi(0.384\times10^{-3})^2}{4}\approx1.16\times10^{-7}\\text{m}^2)，(R=\frac{U}{I}=5.00\Omega)，(\rho=\frac{RS}{L}=\frac{5.00\times1.16\times10^{-7}}{0.500}=1.2\times10^{-6}\\Omega\cdot\text{m})（二）測量電源電動勢和內(nèi)阻（20分）實驗器材：待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω）、電阻箱（0~9999Ω）、電流表（0~0.6A）、開關(guān)、導(dǎo)線。實驗原理根據(jù)閉合電路歐姆定律(E=I(R+r))，變形得(\frac{1}{I}=\frac{1}{E}R+\frac{r}{E})，作(\frac{1}{I}-R)圖象，斜率(k=\frac{1}{E})，縱軸截距(b=\frac{r}{E})。數(shù)據(jù)記錄|R/Ω|5.0|10.0|15.0|20.0|25.0||------|-----|------|------|------|------||I/A|0.40|0.25|0.18|0.14|0.12||1/I(A?1)|2.50|4.00|5.56|7.14|8.33|數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙中描點并繪制(\frac{1}{I}-R)圖象，求得斜率k=0.33A?1·Ω?1，縱軸截距b=1.0A?1，計算E=________V，r=________Ω。解析：(E=\frac{1}{k}=3.03\\text{V})，(r=bE=1.0\times3.03=3.03\\Omega)誤差分析2.若電流表內(nèi)阻R?=0.2Ω，未考慮其影響，則內(nèi)阻測量值________真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）答案：大于（測量值(r_{\text{測}}=r_{\text{真}}+R_a)）三、創(chuàng)新綜合實驗（共35分）（一）利用智能手機測量重力加速度（15分）實驗原理：手機內(nèi)置加速度傳感器可記錄豎直方向加速度隨時間變化，自由下落時加速度為g。實驗步驟打開手機加速度傳感器APP，設(shè)置采樣頻率100Hz；手托手機從某高度靜止釋放，讓其自由下落0.5s后接?。粚?dǎo)出加速度數(shù)據(jù)，選取自由下落階段（加速度為9.8m/s2附近的平穩(wěn)段）。數(shù)據(jù)處理若APP輸出的加速度-時間圖象中，自由下落階段平均加速度為9.75m/s2，已知當(dāng)?shù)卣鎸嵵亓铀俣葹?.80m/s2，則相對誤差=________%。解析：(\text{相對誤差}=\frac{|9.75-9.80|}{9.80}\times100%=0.51%)（二）電磁阻尼與機械能守恒綜合實驗（20分）實驗裝置：傾斜導(dǎo)軌（傾角θ=30°）、帶永磁體的滑塊（質(zhì)量m=0.2kg）、渦流制動板、光電門2個（間距x=1.00m）、數(shù)字計時器。實驗步驟無制動時，滑塊從導(dǎo)軌頂端靜止下滑，通過兩光電門時間t?=0.50s，t?=0.25s，計算動能增加量ΔE?和重力勢能減少量ΔE?；接入制動電路，重復(fù)實驗，測得通過兩光電門時間t?'=0.60s，t?'=0.30s，計算安培力做功W安。數(shù)據(jù)處理無制動時：(v_1=\fracxrntxjx{t_1}=\frac{0.01}{0.50}=0.02\\text{m/s})（d為擋光片寬度），(v_2=\frac{0.01}{0.25}=0.04\\text{m/s})(\DeltaE_k=\frac{1}{2}m(v_2^2-v_1^2)=1.2\times10^{-4}\\text{J})(\DeltaE_p=mgx\sin\theta=0.2\times9.8\times1.00\times0.5=0.98\\text{J})（因擋光片寬度測量誤差，ΔE?計算值偏小，需用毫米級寬度重新測量）有制動時，安培力做功(W_{\text{安}}=\DeltaE_p-\DeltaE_k'=0.98-0.5\times0.2\times(0.033^2-0.017^2)\approx0.98\\text{J})四、誤差分析與實驗設(shè)計專題（共45分）（一）系統(tǒng)誤差與偶然誤差辨析（15分）下列誤差屬于系統(tǒng)誤差的是（）A.游標(biāo)卡尺讀數(shù)時視線傾斜B.伏安法測電阻時電流表內(nèi)接導(dǎo)致測量值偏大C.打點計時器打點周期不穩(wěn)定D.重力加速度測量值隨地理位置變化答案：B（系統(tǒng)誤差由儀器或原理缺陷導(dǎo)致，A、C為偶然誤差，D為客觀因素）誤差修正：用單擺測重力加速度時，若擺線長l=1.000m，擺球直徑d=2.00cm，周期T=2.00s，實際擺長應(yīng)為l+$\fracxvxzlzh{2}$=1.010m，則修正后g=________m/s2。解析：(T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}})，(g=\frac{4\pi^2L}{T^2}=\frac{4\times9.87\times1.010}{4.00}=9.97\\text{m/s}^2)（二）實驗方案設(shè)計與評價（30分）題目：設(shè)計實驗測量未知電阻R?（約500Ω），提供器材：電壓表（0~3V，內(nèi)阻R?=3kΩ）、電流表（0~1mA，內(nèi)阻R?=100Ω）、滑動變阻器（0~100Ω）、電源（4V）。方案設(shè)計方法一：伏安法（電流表內(nèi)接）誤差分析：(R_{\text{測}}=R_x+R_a)，測量值偏大方法二：電壓表分流法電路設(shè)計：將電壓表與R?并聯(lián)，電流表測總電流I，(R_x=\frac{U}