2024-2025高三物理实验复习同步练习经典题型训练（含解析）

2024-2025高三物理实验复习同步练习经典题型训练
一、力学实验
1．（24-25高一下·江西·阶段练习）“天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台（转速可调整）中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为d的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间t1和相邻两次经过光电计时器的时间间隔t2（），力传感器可以记录下细线上的拉力F。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。
(1)金属块做圆周运动的线速度大小v= ，半径r= 。（均用给定的物理量符号表示）
(2)仅改变转台转速，多次实验后，测得多组F、t1、t2的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与 （填“v”“v2”或“”）成正比。若已知该图线的斜率为k，则金属块的质量m= （用k、d表示）。
2．（24-25高三下·广东·阶段练习）请完成下列实验：
(1)图甲为用单摆测量重力加速度的实验装置。
①实验中的摆球和摆线选用 （填选项前的字母）。
A．长约1m的细线
B．长约1m的橡皮绳
C．直径约的匀质铁球
D．直径约的匀质木球
②为了提高实验的准确度，多次改变摆线长度进行实验，并测出相应的周期，根据得出的多组数值，以为横坐标、为纵坐标作出图线，得到的图像应是图乙中的 （填"①""②"或"③"），利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果 （填“有影响”或“无影响”）。
(2)图丙是利用气垫导轨验证滑块碰撞过程是否动量守恒的实验装置。
①用天平测得两滑块、（包含挡光片）的质量、，用游标卡尺测得两挡光片的宽度均为。
②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨 ；充气后，使滑块由导轨的一侧以一定初速度运动至另一侧，当滑块在导轨上通过光电门1时的挡光时间和通过光电门2时的挡光时间 时，说明气垫导轨已经调节好。
③将滑块放在两个光电门之间，滑块以一定初速度由光电门1左侧开始向右运动，通过光电门1时的挡光时间为，与滑块相撞后，它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为、，则在实验误差允许的范围内，只需验证表达式 （用测得的物理量表示）成立，就说明滑块碰撞过程中动量守恒。
3．（24-25高一下·湖南·阶段练习）某同学探究平抛运动的特点。
(1)用如图1所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此可知平抛运动竖直方向分运动为 。
(2)用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。
下列操作中，必要的是_____（填字母序号）。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．每次需要从不同位置静止释放A球
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
(3)在“探究平抛运动的特点”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图3中的a、b、c、d所示，小球抛出的初速度为 （结果取两位有效数字，g取）。
4．（24-25高一下·江西·阶段练习）某实验小组的同学用如图甲、乙所示的装置来探究平抛运动的特点，请回答下列问题。
(1)图甲中选用两个相同的弧形轨道、，的末端切线水平，的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁、，调节电磁铁、的高度，使。现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，切断电源，使两小铁球由静止释放后分别从轨道、的下端滑出。实验选用的弧形轨道、 （填“需要”或“不需要”）确保表面光滑。实验中观察到小铁球、相碰，保持，仅改变弧形轨道在竖直方向的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 。
(2)用图乙装置做实验时， （填“需要”或“不需要”）确保每次都从同一位置由静止释放小铁球。
(3)利用图乙装置完成实验后记录平抛运动的部分点如图丙所示，图中小方格的边长均为，取重力加速度大小，则小铁球从点运动到点的时间为 ，小铁球经过点时的速度大小为 。
5．（2024·全国·模拟预测）“枪口比动能”的计算公式为枪口子弹动能/枪管横截面积，单位为。我国规定枪口比动能达到或大于为枪支，小强通过如图甲所示实验装置测定某型号仿真枪是否超标。在一半封闭金属盒内塞人橡皮泥，金属盒下方安装一个有墨水的轻质细毛笔，将金属盒用轻绳系于天花板上的点，金属盒下方铺设一条以悬点为圆心的圆弧轨道，并在轨道上铺设白纸，调节轨道高度使得轻质毛笔笔尖轻微接触白纸且对金属盒的运动无明显阻碍作用。以为圆心竖直安装一与金属盒运动平面平行的量角器。将仿真枪靠近金属盒并对准其中心射出弹丸，随后弹丸陷入金属盒内部，并与金属盒一起摆起一定的角度。测量枪管的内直径，弹丸的质量，金属盒与橡皮泥的质量，白纸痕迹上方端点与悬点的连线与竖直方向的夹角以及金属盒中心与悬点的距离。重力加速度大小为。
(1)用游标卡尺测量枪管内直径时需利用图乙中游标卡尺的 （选填“①”“②”或“③”）部分。测量得到枪管内直径读数如图丙所示，其读数为 mm。
(2)根据所测量得到的物理量得出比动能的表达式为 。（用题中所给物理量的字母表示）
(3)下列因素能够导致比动能的测量值偏小的是___________（填标号）。
A．弹丸与金属盒碰撞过程中损失的动能
B．金属盒所受的空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力
C．击中金属盒的位置位于金属盒中心上方
D．仿真枪没有抵近金属盒射击
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
二、电学实验
6．（福建省2024-2025学年高三下学期3月联考（二模）物理测评卷）要测量一节干电池的电动势和内阻，实验要求消除因电表内阻引起的系统误差，某同学根据实验室提供的器材设计了如图甲所示的电路。实验室提供的器材如图乙所示，电压表量程为内阻约为，电阻箱，电流表量程为。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；
(2)将电阻箱接入电路的阻值调到最大，断开开关，闭合开关，调节电阻箱，使电流表和电压表的指针偏转均较大，记录这时电压表和电流表的示数，电阻箱接入电路中的电阻，则电压表的内阻 （用表示）；
(3)闭合开关，多次调节电阻箱，记录每次调节后电压表的示数和电阻箱接入电路的电阻，作图像，得到图像的斜率为，与纵轴的截距为，则电池的电动势 ，电池的内阻 。（均用表示）
7．（24-25高三上·云南昭通·阶段练习）小明同学计划将一个量程为100mA、内阻未知的电流表A1改装成量程为3V的电压表。
(1)他先用多用电表的欧姆挡粗测电流表的内阻，选择“×1”倍率，完成欧姆调零后，应将黑表笔接触待测电流表的 （填“正”或“负”）接线柱，红表笔接触待测电流表的另一接线柱。正确操作后多用电表指针在表盘的位置如图甲所示，则测得电流表的内阻为 Ω。
(2)为了更精确测量电流表的内阻，小明同学连接了如图乙所示电路，实验步骤如下：
①按图连接好电路，将R1的滑片调至图中最右端的位置；
②断开S2、闭合S1，调节R1的滑片位置，使A1满偏，同时记录A2读数I；
③S1、S2均闭合，同时调节R1和R2，直至A1的示数为50mA且A2读数仍为I，记下此时电阻箱的阻值为R2=10.8Ω，则电流表A1的内阻RA= Ω。
(3)为完成将A1改装成量程为3V电压表的任务，根据（2）所测得的RA值，需将一个电阻箱与A1 （填“串联”或“并联”），并调整电阻箱接入电路的阻值为 Ω，完成电表的改装。
8．（24-25高二下·山西·阶段练习）某同学做练习使用多用电表实验。
(1)用欧姆表测量未知电阻，电表的选择开关旋至欧姆挡“”倍率，进行一系列正确操作后，指针位置如图甲中M所示，为了使测量结果准确一些，他需要将选择开关旋至欧姆挡 （选填“”或“”）倍率，重新欧姆调零后，最终他测量未知电阻时指针位置如图甲中N所示，则未知电阻的测量值为 。
(2)如图乙所示，将多用电表正确接入电路测电流，则此时与q连接的应为多用电表的 （选填“红”或“黑”）表笔。
(3)某同学制作了水果电池组（内阻约，为了测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A．电流表A（，内阻为）
B．电压表V（，内阻约为）
C．滑动变阻器R（）
D．开关、导线各若干
①为了较为准确测量，应该选择的实验电路是图中的 。（选填“丙”或“丁”）
②据选定的电路图，连接好电路后，调节滑动变阻器滑片位置测得电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势 V（保留三位有效数字），内电阻 （取整数）。
三、光学实验
9．（24-25高三下·山西·开学考试）某同学将圆心为O、半径为R的半圆柱体玻璃砖固定在坐标纸上，利用包含红光和蓝光复色光的激光笔测量其折射率，激光笔射出的光线始终射向O，激光笔绕着以O为圆心的圆旋转一周，如图是其中三种情况截图。
(1)图甲中发现折射光只有一条红色光，反射光似乎显示蓝色，下列说法正确的是（　　）
A．反射光中只有蓝光
B．反射光中红蓝光都有
C．玻璃砖对红光的折射率大
D．玻璃砖对蓝光的折射率大
(2)图乙中红光的折射光恰好消失，则红光的临界角约为 （保留1位小数）。
(3)利用图丙求红光的折射率约为 （保留三位有效数字）。
(4)因没有量角器，某同学在玻璃砖下方也画了一个与玻璃砖相同的半圆，取入射光和折射光与圆周的交点在直径界面上的投影到圆心的距离a和b，则折射率等于 。
10．（24-25高二上·江苏镇江·期末）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图所示，并在入射光线上插上大头针，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则测出来的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
参考答案
1．(1)
(2) v2
【知识点】探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
【详解】（1）金属块做圆周运动的线速度大小
由，
解得
（2）由前面的分析可知、
结合题中图像可得出结论，做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与v2成正比；
结合向心力表达式
可知
可得
解得
2．(1) AC ① 无影响
(2) 水平 相等
【知识点】利用光电门和气垫导轨验证动量守恒定律、用单摆测重力加速度的实验目的、原理、器材
【详解】（1）①AB应尽量减小摆线的弹性，以保证摆长不变，故A项正确，B错误；
CD应尽量减小空气阻力的影响，应选择质量大体积小的铁球，故C项正确，D错误。
故选AC。
②根据周期公式可得
变形得
斜率，纵截距为，图像应是图乙中的①，利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果无影响。
（2）②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，当滑块A在导轨上通过光电门1的挡光时间和通过光电门2的挡光时间相等时，说明气垫导轨已经调节好。
③若滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则满足
即
两边消去，可得
3．(1)自由落体运动
(2)AC
(3)
【知识点】研究物体平抛运动实验的目的、原理、器材、研究物体平抛运动实验的步骤和数据处理
【详解】（1）B做自由落体运动，A做平抛运动，多次改变AB两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，表明两球下落高度相同时，下落的时间也相同，由此能够说明A球竖直方向分运动为自由落体运动。
（2）A．为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验中需要通过调节使斜槽末段保持水平。故A正确；
B．由于实验需要确保小球飞出的初速度大小一定，则实验时每次需要从同一位置静止释放球，故B错误；
C．小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调节使硬板保持竖直，故C正确；
D．实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球克服阻力做功相同，小球飞出的初速度大小相同，因此斜槽的摩擦对实验没有影响，故D错误。
故选AC。
（3）由轨迹图可知，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据，
解得
4．(1) 不需要 平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动
(2)需要
(3) 0.2 2.5
【知识点】研究物体平抛运动实验的目的、原理、器材、研究物体平抛运动实验的步骤和数据处理
【详解】（1）实验时只需要确保小铁球、从轨道、下端滑出时的速度相同，不需要确保轨道表面光滑。
小铁球在光滑水平面上做匀速直线运动，小铁球在空中做平抛运动，两球相碰，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
（2）实验时需要确保每次都从同一位置由静止释放小铁球，才能使小铁球从斜槽末端以相同大小的初速度水平抛出。
（3）由平抛运动的特点可知，小铁球从点到点的时间与从点到点的时间相等，因此有
解得
小铁球从点运动到点的时间
小铁球经过点时水平方向上的分速度大小
竖直方向上的分速度大小
因此小球经过点时的速度大小
5．(1) ① 7.0
(2)
(3)BD
【知识点】机械能与曲线运动结合问题、板块/子弹打木块模型、力学创新实验
【分析】本题以枪口比动能这一概念为背景，考查动量守恒、机械能守恒、游标卡尺读数。意在考查逻辑推理以及实验探究能力。
【详解】（1） 游标卡尺测量内径使用内爪测量，故选①部分。
10分度游标卡尺的精确度为，游标卡尺读数为
（2）根据动量守恒定律有
然后两者共同摆起使得细绳与竖直方向的夹角为时，由机械能守恒定律得
联立可得，弹丸的初动能
根据比动能的定义有
（3）A．根据实验原理，碰撞中损失的动能对测量结果无影响，故A错误；
BD．若考虑金属盒所受空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力和仿真枪没有抵近金属盒射击都会使得初动能的测量值小于真实值，故比动能的测量值偏小，故BD正确；
C．若击中金属盒的位置位于金属盒中心上方，则的测量值偏大，比动能的测量值偏大，故C错误。
故选BD。
6．(1)
(2)
(3)
【知识点】用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻
【详解】（1）电路连线如图
（2）根据欧姆定律，可知电压表内阻
（3）根据闭合电路欧姆定律
得到
结合题意
解得
7．(1) 正 11.0
(2)10.8
(3) 串联 19.2
【知识点】半偏法测灵敏电流计内阻的电路设计和实验步骤和误差分析、多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数、灵敏电流计改装成电压表
【详解】（1）由于黑表笔接电源正极，且电流应从电流表正接线柱流入，负接线柱流出，所以黑表笔接触待测电流表的正接线柱；
欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以图中所测电流表的内阻为
（2）由题可知，断开S2、闭合S1，调节R1的滑片位置，使A1满偏，A2读数为I；S1、S2均闭合，同时调节R1和R2，直至A1的示数为50mA，即电流表A1半偏，A2读数仍为I，则流过电阻R2的电流为50mA，即A1与R2两端电压相等、电流相等，则二者电阻相等，即
（3）电流表改装成电压表时，应将一个电阻箱与电流表A1串联，且
代入数据解得
8．(1) 13
(2)红
(3) 丁 1.82~1.88之间均可 1014
【知识点】测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理、多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数、测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路、多用电表的结构和使用方法
【详解】（1）由图甲可知，选择欧姆挡“”倍率时，指针偏转角度很小；为了使测量结果准确一些，应该选择更小的倍率，使指针有较大的偏转角度，所以应该选择“”倍率。
由图甲可知，未知电阻的测量值为。
（2）使用多用电表接入电路测电流时，多用表和普通的电流表接法相同，都是“正进负出”；多用表用红色表笔表示正接线柱，用黑色表笔表示负接线柱。根据图乙所示的电路，q连接的应为多用电表的红表笔。
（3）由仪表参数可知，电压表的内阻与水果电池组的内阻极为接近，所以电压表的分流作用较大，则相对于水果电池组来说应采用图丁所示的电流表内接法。
根据闭合电路的欧姆定律可得
根据图像可知
内电阻为
9．(1)BD
(2)42.0°（41.5°~45.0°）
(3)1.50（1.40~1.70）
(4)
【知识点】用插针法测介质折射率的实验步骤和数据处理
【详解】（1）红光和蓝光都发生反射，蓝光的折射光先消失，先发生全反射，玻璃砖对蓝光的折射率更大。
故选BD。
（2）红光的折射角刚好达到90°，折射光刚好消失时，此时入射角和反射角等于临界角，可以用量角器量得红光的临界角为42.0°。
（3）在入射光线和折射光线上分别截取长度相同的一段，当折射光线所对应的水平方向为2格时，入射光线相同长度所对应的水平方向为3格，所以
（4）根据折射定律可得
10．偏小
【知识点】用插针法测介质折射率的注意事项和误差分析
【详解】如图，若P4的位置偏左一些，则得到的在O点的折射角偏大，根据可知折射率偏小。
答案第1页，共2页
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