湖南省郴州市2015届高考物理模拟试题(三)(含解析)

2015届高三物理信息题（三）
1、如图甲所示，万能角度尺是利用游标读数原理来直接测量工件角度或进行划线的一种角度量具。

它有一个可转动的圆盘（即主尺），在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度，在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。

如图乙所示，主尺上29°对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等。

图乙中万能角度尺所测量的角度为。

【解析】其读数方法与游标卡尺完全相同。

先从尺身上读出游标零刻度线指示的整度数，即“度”的数值；然后看游标上的第几条刻度线与尺身上的刻度线对齐，就能确定“分”的数值。

被测角度数值为“度”的数值与“分”的数值相加。

即46°＋2′*15＝46°30′.
【答案】46°30′
2、如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：
(1)调节__________，使电表指针对准________的“0”刻线(选填“电阻”或“电流”)．
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置(选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节__________,使电表指针对准________(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω.此时表笔电势高选填（“红”、“黑”）。

(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．
【答案】（1）定位螺丝电流（2）×1 （3）调零旋钮（4）22.0 黑
3、某研究性学习小组用如图所示的装置验证“加速度与合外力的关系”．装置右侧部分没有画出，轨道倾角可调．
(1)他们提出了如下实验方案：用钩码通过跨过定滑轮的细绳拉小车，使小车产生加速度．第一次用质量为10 g的钩码拉小车，小车上放质量为40 g的砝码；第二次用质量为20 g的钩码拉小车，小车上放质量为30 g的砝码；第三次用质量为30 g的砝码拉小车，小车上放质量为20 g的砝码．每次实验都保证小车与砝码总质量M和钩码质量m之和不变．关于同学们提出的实验方案，下列说法正确的是( )
A．无需平衡摩擦力
B．无需考虑M≫m的条件
C．做实验时应先放开小车，再接通打点计时器
(2)下图是某次实验中打出的纸带的一部分，纸带上的点是计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点没有画出，测得相邻两个计数点之间的距离如图所示，打点计时器所用电源频率为50 Hz，则小车的加速度大小是______ m/s2(计算结果保留2位有效数字)．若在此次实验中，所用钩码质量为20 g，车上放入的砝码质量为30 g，取g＝10 m/s2，则实验中所用小车质量为________g.
(3)下图甲、乙分别是甲、乙两个同学根据自己所测数据作出的a—F图像．甲同学所作图线不过坐标原点的原因可能是__________________________，乙同学所作图线不过坐标原点的原因可能是__________________________．
【解析】(1)在忽略摩擦力的条件下，对小车和砝码有T＝Ma，对钩码有mg－T＝ma，解得mg＝(M＋m)a，说明取小车(含砝码)和钩码为研究对象时，钩码重力相当于系统受到的合力，因此不需要小车与砝码总质量M远大于钩码质量m，但必须平衡摩擦力，选项A错误，选项B正确；打点计时器刚开始打点时的振动频率不稳定，因此使用打点计时器时应先接通打点计时器，再放开小车，选项C错误．
(2)相邻计数点间的时间间隔T＝0.02 s×5＝0.10 s，逐差法可求得a＝0.80 m/s2.将a＝0.80 m/s2代,入mg＝(M＋m)a得M＝0.23 kg＝230 g，因此小车质量为200 g.
(3)图甲说明力F达到一定数值时才产生加速度，说明实验过程阻力较大，可能没有平衡摩擦力或平衡过程中木板倾角过小，平衡摩擦力不足；图乙说明力F为零时系统就具有一
定的产生加速度，说明平衡摩擦力过程中木板倾角过大，摩擦力平衡过度．【答案】见解析。

4 、“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W。

当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、_________（填测量工具）和_________电源（填“交流”或“直流”）。

（2）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_________。

A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
（3）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是（）
A．放开小车，小车能够自由下滑即可
B．放开小车，小车能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_________部分进行测量（根据下面所示的纸带回答）。

【答案】（1）刻度尺、交流（2） B （3）D（4）GK（学生只要取匀速部分均为正确）5、某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘，如图甲所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地
面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能． 回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep 与小球抛出时的动能E k 相等．已知重力加速度大小为g.为求得E k ，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)． A ．小球的质量m
B ．小球抛出点到落地点的水平距离s
C ．桌面到地面的高度h
D ．弹簧的压缩量Δx
E ．弹簧原长l 0
(2)用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k ＝________.
(3)下图中的直线是实验测量得到的s ­Δx 图线．从理论上可推出，如果h 不变．m 增加，s ­Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m 不变，h 增加，s ­Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图乙中给出的直线关系和Ek 的表达式可知，Ep 与Δx 的___次方成正比．
【解析】 弹簧被压缩后的弹性势能等于小球抛出时的动能，即E p ＝E k ＝12mv 2
0.小球离开桌面
后做平抛运动，由平抛运动规律，水平位移s ＝v 0t ，竖直高度h ＝12
gt 2
，得v 0＝s
g
2h
，动能E k ＝12mv 20＝mgs 2
4h ，因此A 、B 、C 正确．弹簧的弹性势能E p ＝mgs 2
4h ，由理论推导可知E p ＝12k (Δx )
2
即12k (Δx )2
＝mgs 2
4h
，s ＝2hk
mg
·Δx ，因此当h 不变时，m 增加，其斜率减小，当m 不变时，
h 增加，其斜率增大，由图线知s ∝Δx ，由E k 表达式知E k ∝s 2，则由E p ＝E k 知E p ∝(Δx )2，即E p 与Δx 的二次方成正比．
【答案】 见解析。

6、某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx 的阻值．
(1)现有电源(4 V ，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：
A ．电流表(0～3 A ，内阻约0.025 Ω)
B ．电流表(0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω)
C ．电压表(0～3 V ，内阻约3 k Ω)
D ．电压表(0～15 V ，内阻约15 k Ω)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图中的________(填“甲”或“乙”)．
(2)下图是测量Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线．
(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，并记录对应的电流表示数I 、电压表示数U.某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx ＝U
I
＝________ Ω(保留两位有效数字)．
(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是______________．(选填选项前的字母) A ．电流表测量值小于流经Rx 的电流值 B ．电流表测量值大于流经Rx 的电流值 C ．电压表测量值小于Rx 两端的电压值 D ．电压表测量值大于Rx 两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P 从一端滑向另一端，随滑片P 移动距离x 的增加，被测电阻Rx 两端的电压U 也随之增加，下列反映U －x 关系的示意图中正确的是________．
【解析】 (1)电路中的最大电流为I ＝E R ＝4
5 A ，和B 对应的电流表的量程接近，故选B
电流表．电压表量程为3 V ，和电源的电动势接近，故选C 电压表．因Rx<RARV ，此电阻是小电阻，故采用电流表外接法． (2)略．
(3)电流表的读数为0.5 A ，电压表的读数为2.60 V ，由R ＝U
I
可得，电阻为5.2 Ω.
(4)甲图中的电流表测量的是电阻和电压表的总电流，由R ＝U
Ix ＋IV 算出的电阻偏小，所以B
正确；乙图的电压表测量的是电流表和电阻的总电压，由R ＝Ux ＋UA
I 算出的电阻偏大，所以
D 正确．
(5)由于电流I ＝E Rx ＋RP ＝E
Rx ＋L －x
L R
，从表达式中可看出，电流I 并不随x 成线性变化，
且x 有最大值，故U ＝IRx 最后会达到临界值，C 正确．
【答案】(1)B C 甲 (2)略 (3)5.2 (4)B D (5)A
7、有一个小灯泡上标有“6V ，3 W ”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，
并作出小灯泡的电功率P 与它两端电压的平方U 2
的关系曲线．有下列器材可供选用： A ．电压表V 1(0～3 V ，内阻3 k Ω) B ．电压表V 2(0～15 V ，内阻15 k Ω) C ．电流表A(0～0.6 A ，内阻约1 Ω) D ．定值电阻R 1＝3 k Ω E ．定值电阻R 2＝15 k Ω
F ．滑动变阻器R(10 Ω，2 A)
G ．学生电源(直流6 V ，内阻不计) H ．开关、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)； (2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图；
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数U V 与此时小灯泡两端电压U 的定量关系是________________．
【解析】 (1)灯泡额定电压为3 V ，量程15 V 电压表测量结果不准确，应用量程为3 V 的电压表与定值电阻R1串联(电压表改装)，故电压表选用量程为3 V 的电压表，定值电阻选用R1＝3 k Ω；(2)控制电路中滑动变阻器采用分压接法，测量电路应采用电流表外接法，电路如图所示；(3)电压表内阻与定值电阻R1的电阻值相等，U ＝2U V . 【答案】(1)A D (2)如图所示 (3)U ＝2U V
8、某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：
(1)先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)；
(2)若按图甲所示接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R 、U ，并将 数据记录在下表中．第2次实验中，电阻箱的示数如图乙所示，此时电阻箱接入电路的电阻是________Ω；
(3)图丙是根据表中的数据画出的1U —1
R 图像．若忽略电压表内阻的影响，当电阻箱、电压表
的示数分别是R 、U 时，电池电动势E ＝________(用U 、R 、r 表示)；设1U —1
R 图像纵轴截距
为A ，则A 与电池电动势E 的函数关系式是________________，该图像的斜率k 与E 、r 之间的函数关系式是__________________；
（4）根据图像可知，电源电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω.
【解析】 (1)电压表直接接在电池两极，有微小电流通过电源，电源内阻上产生电压降，故测得结果实际是电源的路端电压，其大小略小于电源的电动势．(2)电阻箱接入电路的电阻R ＝2×1 Ω＝2 Ω.(3)根据闭合电路欧姆定律得，E ＝U ＋Ir ＝U ＋U R r ，即1U ＝1E ＋r E ·1
R ，所
以纵轴截距A ＝1E ，斜率k ＝r E .(4)由图像得纵轴截距A ＝0.63，斜率k ＝2.20－0.63
1.9＝0.826，
解得电源电动势E ＝1.59 V ，内阻r ＝1.31 Ω.
【答案】 (1)偏小 (2)2 (3)E ＝U ＋U R r A ＝1E k ＝r
E
(4)1.59(1.50～1.70均可) 1.31(1.25～1.35均可)。