(20)创新实验-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习单元检测卷（人教版 W）

高三一轮复习单元检测卷/物理 (二十)创新实验 (考试时间75分钟，满分100分) 1.(8分)如图所示为电动抽水器，某同学应用平抛运动的规律测量抽水器的流量Q(单位时间流出 水的体积大小)，已知当地的重力加速度为g,实验步骤如下： ①取下不锈钢出水管，测得其内径大小为D: ②重新安装出水管，转动出水管至出水口水平，保证水能够沿水平方向流出； ③接通电源，待水流稳定后，测出管口到落点的高度差为，管口到落点的水平距 离为L; (1)水从不锈钢出水管流出时的横截面积S (用物理量D表示)。 (2)若S已测出，则水从不锈钢出水管流出时的初速度大小= (用g、 h、L表示)，测得的流量Q= (用D、g、h、L表示)。 (3)若实验测得不锈钢出水管的直径D偏小，则测得的流量Q (填“偏大”“偏小”或“准确”)。 2.(13分)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如 图甲所示的实验装置。 电压传感器 光电门 挡光片 -30 螺线管 强磁铁 弹黄 甲 (1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度△d,如图乙所示，则△d= mme (2)在甲同学的研究中，下列操作不影响实验结论的是 (填正确答案标号)。 A.保持螺线管固定，光电门的位置可以左右移动 B.将轨道右端适当抬高，增大倾角 C.保持光电门位置不变，将螺线管的位置左、右移动 D.轨道不够光滑 (3)在实验中，保持螺线管固定。让小车以不同速度靠近螺线管，记录光电门挡光时间△内感应 电动势的平均值E,多次实验改变速度大小，得到多组数据。不同速度靠近螺线管的过程，假设运 动位移相同，速度越大，磁通量的变化量应（填“越大”“相同”或“越小”），若同学作出 (填~E-士或“E△)图像，在误差允许的范围内是过原点的倾斜直线，则说明感应电动势与磁 通量的变化率成 (填“正比”或“反比”)。 (4)乙同学为了研究电动势与线圈的匝数的关系，每次更换不同匝数的线圈，小车释放时的位置要 相同，每次通过的速度相同，这样做体现的物理学思想方法是 法，作出的E-n图像(n为 线圈匝数)是过原点的直线，这说明 3.(11分)某校举办科技节活动，一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置，如图 甲所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内的O点处，细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当 小球与小车在水平面上保持相对静止时，根据细线与竖直方向的夹角0，便可得到小车此时的加 速度。 -90 7909 -60° 609 30°0 30 4 cm ● 9 05 101520 物理（人教版）第1页（共4页) 衡水金卷·先享题·高三 (1)为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该同学利用单摆进行测量，若已知 单摆摆线长为，周期为T,用游标卡尺测量摆球直径，示数如图乙所示，则摆球的直径d= mm。当地重力加速度的表达式为g (用题中所给符号作答)。 (2)该加速度计的刻度 (填“均匀”或“不均匀”)。 (3)为了检验(1)中计算的重力加速度是否有较大误差而影响该加速度计的精度，该同学让重锤做 自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为50Hz)打出的纸带测量当地的重力加速度。 实验中得到一条较理想的纸带，如图丙所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加 速度g= m/s2(保留三位有效数字)。 8● 1.942.332.73 3.11 3.51 3.90 单位：cm 内 4.(12分)一物理老师设计了一款如图甲所示的研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图乙 所示，装置固定在水平桌面，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略 摩擦的影响)，凹槽在电机的带动下能沿轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔， 实验步骤如下： 半圆凹槽钢球 激光卡尺一 电源 光电传感器 激光笔 标尺 专感器 调速电机 数字计时器 甲 乙 (1)将钢球放人凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置的读数记为。。 (2)接通电源，开启电机调速开关，钢球向凹槽外侧运动；当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的 匀速圆周运动，上下移动激光笔，当红色激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置的读 数为h1(h1>h。),记h=h1一ho。 (3)利用光电传感器探测钢球运动的周期T,每当激光笔发出的激光照在钢球上时，光电传感器便 会接收信号计次，若第1次光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为1次，达到 次时计时器停止计时，记录总时间t,则钢球运动的周期T= (用题中所给的符号表示)。 (4)若适当调大电机转速，钢球运动的周期T将 (填“变大”“不变”或“变小”)，则激光笔 应 (填“上移”“不动”或“下移”)。 (5)改变电机转速，重复实验，得到多组T和h的数据，记录到表格中，为了能直观地研究实验规 律，并绘制 (填“h-T”或“h- 是”)图像，根据图像的斜率k还能进一步求出当地的重力 加速度g= (用题中所给的符号表示)。 5.(11分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸 酒精溶液，且测得1滴油酸酒精溶液的体积为V。(m3)。现滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘 中，描出的油膜轮廓如图所示，已知每个格子的面积为S(m),根据以上信息，回答下列问题： (1)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定的过程中，油膜的面积大小变化情况是 轮复习单元检测卷二十 物理（人教版）第2页（共4页） W (2)不同实验小组向水面滴人一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是 (填正确答案标号)。 (3)需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要 的器材是 (填正确答案标号)。 A.玻璃板 B.游标卡尺 C.圆规 (4)若实验中数得的油膜格子数为V,则油酸分子的直径为 m(用题中所给的符号表示)。 (5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了 操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是 (填正确答案标号)。 A.甲同学配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点 B.乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴 在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细 C.丙同学在计算油膜面积时，不足一格的油膜都不计 6.(9分)某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d,确定其底 面圆心位置并标记在玻璃砖上； 激光器 ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐 标系xOy的白纸上，使其底面圆心和直径分 主尺cm 别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻 璃砖并垂直于x轴放置，如图乙所示； 游标 5 ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向 10 挡板 ⑧ 乙 O点射人，从y轴开始向右缓慢绕O点移动激 光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上y<0的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外 壁人射的位置P; ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ,测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： (1)测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图甲所示，则d= cm。 (2)步骤③中，没有激光射至挡板上y<0区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 (填“折射”或“全反射”)。 (3)根据以上测量的物理量，若测得PQ线段的长度L=2.00cm,计算可得玻璃砖的折射率n= (结果保留三位有效数字)。 7.(11分)某同学用如图甲所示的装置测当地的重力加速度。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架 子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表 面画上一条痕迹。 (1)实验操作时，打开电源使电动机转动和烧断细线使钢柱自由下落的 钢柱 先后顺序应该是 (填“先”或“后”)烧断细线使钢柱自由下落。 软笔 (2)如图乙所示为某次实验得到的钢柱痕迹图像，其中痕迹O为画出的 D 口电动机 第一个痕迹，从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E,测得它 们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hc、hp、hE。若钢柱的质量为m,电动 C 机每秒转动n圈，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度o= ,此 B 时钢柱的重力势能比开始下落时减少了 。 (用题中所给物理量 甲 乙 的字母及重力加速度g表示) (3)设各条痕迹到痕迹O的距离为h,对应钢柱的下落速度为v,画出-h图像，发现图线接近一 条倾斜的直线，图像的斜率为k,则当地的重力加速度为 物理（人教版）第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 8.(13分)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，光源正常发光，调整仪器 从目镜中可以观察到干涉条纹。 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 -20 10 光源 层10 丙 (1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多 个亮条纹的间距再求出△x。下列测量采用了类似方法的是 (填正确答案标号)。 A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量 B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量 C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 (2)该同学转动手轮，使测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮 纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心 对齐，记下此时手轮上的示数，如图丙所示为 mm,求得相邻亮条纹的间距△x= mm (结果保留三位有效数字)。 (3)若相邻亮条纹的间距为△x、单缝与屏的距离为L1,双缝与屏的距离为L2,单缝宽为d1,双缝 间距为d2,则光的波长入= (用上述部分物理量表示)。 (4)关于此实验，下列说法正确的是 (填正确答案标号)。 A.仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到干涉图样 B.仅将单缝移近双缝，光屏上观察到的条纹数变少 C.单、双缝相平行，两缝与光屏上的条纹相垂直 D.仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 9.(12分)电子秤是人们生活中常用的一种称量工具。某同学根据所学知识制作了一台简易电子 秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为0~3V),滑动变阻器（最大阻值R =122),该同学用刻度尺测得滑动变阻器滑片能滑动范围的长度L=2cm。 Ro UV 4.0 CR2032 2.W 4.0 TiA 甲 丙 (1)该同学先利用图乙所示电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）的电动势和内阻，根据 多次测量得到的数据，作出的U-I图像如图丁所示，可知这两节纽扣电池串联后的电动势E= V,内阻r= n。 (2)该同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，设计了如下实验： ①调节图甲中滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零； ②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑片P恰好滑到滑动变阻器的b端，然后调节电阻箱R。,直到电 压表达到满偏，实验过程中弹簧一直处于弹性限度内，则此时电阻箱的读数R。= 2; ③已知所用弹簧的劲度系数k=1.96×103N/m,重力加速度g=9.8m/s2,则该电子秤所能称量 的最大质量m= kg。 (3)结合上面实验内容，可得电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系式U= (用题目中给出的物理量符号表示) 轮复习单元检测卷二十 物理（人教版）第4页（共4页） 网高三一轮复习W ·物理（人教版）· 高三一轮复习单元检测卷/物理（二十）》 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ⅢV ① ② ③ ④ 档次 系数 非选择题 8 测量抽水器的流量Q 中 0.75 研究回路中感应电动势大小与 非选择题 13 中 0.75 磁通量变化快慢的关系 测量水平面上运动物体的加 非选择题 11 中 0.75 速度 4 非选择题 12 研究向心力大小的实验 中 0.75 5 非选择题 11 用油膜法估测油酸分子的大小 中 0.75 测量一半圆形透明玻璃砖的折 6 非选择题 9 中 0.70 射率 7 非选择题 11 测重力加速度 中 0.70 8 非选择题 13 测量某种单色光的波长 中 0.70 9 非选择题 12 简易电子秤原理 难 0.50 香考答案及解析 1.(2分 (3)若实验测得不锈钢出水管的直径D偏小，则水从 不锈钢出水管流出时的横截面积S偏小，测得的流量 (2L√条(2分) πDLN32n (2分) Q偏小。 2.(1)4.800(1分) (3)偏小(2分) (2)BD(2分) 【解析】(1)水从不锈钢出水管流出时的横截面积S π (3)相同2分)E是2分)正比(2分) 4。 (4)控制变量(2分)感应电动势与线圈匝数成正比 (2)根据题意有Q=S,水在空中做平抛运动，有L= (2分) ,h=g,解得a=L√条Q=DL√绕 【解析】(1)螺旋测微器的读数为4.5mm十30.0× ·83· ·物理（人教版）· 参考答案及解析 0.01mm=4.800mm。 激光笔一次，经过了n次，转了(n一1)圈，钢球运动的 (2曲法拉第电能感应定律得E=?兽为了定量验 周期T-片 证感应电动势E与时间的关系，实验只需要控制线 ()由w-票=2，若适当调大电机转速，钢球运动 圈匝数与磁通量的变化量△Φ不变即可，对轨道是 的周期T将变小，钢球做匀速圆周运动的向心力增 否光滑、轨道是否水平没有要求，B、D项正确：实验需 要控制线圈匝数n与磁通量的变化量△Φ不变，为控 大，根据向心力公式F=ngtan9,可知B增大，即r增 制磁通量的变化量△Φ不变，实验中必须保持线圈、 大，则激光笔应上移。 光电门位置不变，A、C项错误。 (5)钢球做匀速圆周运动时重力与支持力的合力提供 (3)磁通量变化量与速度和时间无关，磁通量变化量 向心力，如图所示： Ci 激光笔 相同，E- 图像是直线，代表感应电动势与磁通量 的变化率成正比。 标尺 (4)实验中，要确保吧不变，体现的是控制变量，因此 △t 调速电机 数字计时器 实验中小车释放位置要不变：因E与n成正比，即感 应电动势与线圈匝数成正比。 则mgan0=m停)'h1an0,解得h=条T,为了能 直观地研究实验规律，图像应为线性关系的图像，则 3.(1)21.25(3分) +受 T2 (3分) 应该作h-T图像。根据图像的斜率k求出当地重 (2)不均匀(2分) 力加速度g=4π2k。 (3)9.78(3分) 5.(1)先变大后变小(2分) 【解析】(1)摆球的直径d=2.1cm十0.05×5mm= (2)C(2分) d (3)A(2分) 21.25mm,根据单摆周期公式T=2π/ 可知 g V (4)5000Ns3分） 4x21+号) 当地重力加速度的表达式为g (5)A(2分) 【解析】(1)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过 (2)由受力分析，结合牛顿第二定律有mgtan0=ma, 程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是 解得a-gtan0,可知该加速度测量仪的刻度不均匀。 先变大后变小。 (3)相邻两计时点间的时间间隔T=0.02s,根据逐差 (2)该实验最理想的油膜形状近于圆形，C项正确。 法，重力加速度g=十十）（十十2） 979 (3)需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射 代入数据解得g≈9.78m/s2。 器、痱子粉、坐标纸、彩笔等，还需要一项重要的器材 4.(3)t 73分) 是玻璃板，用来描绘油膜的形状，计算其面积，A项 正确。 (4)变小(2分)上移(2分) (4)若实验中数得的油膜格子数为N,则油酸分子的 (5)h-T2(2分)4πk(3分) Vo 【解析】(3)因为钢球做匀速圆周运动，每转一周经过： 直径d=500ONs(m)。 ·84· 高三一轮复习W ·物理（人教版）· (5)甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒 nE一hc》,结合上述可知，此时钢柱的重力势能的减 2 少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的 少量E。=mghp。 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由d (3)钢柱下落的过程中，只有重力做功，重力势能的减 S可知所测的分子直径d偏小，A项正确：乙同学 少量等于动能的增加量，即mgh=之m心，可得心= 在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不 2gh,若-h图像为一条倾斜直线，且直线的斜率等 小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错 的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实 于2g,则当地的重力加速度为令。 际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变 8.(1)C(2分) 小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的 (2)11.652(或11.653,3分)2.28(3分) 体积算的，由d=长可知所测的分子直径d偏大，B (3)△·d(3分) 项错误；丙同学在计算油膜面积时，不足一格的油膜 (4)AD(2分) 都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由d= 【解析】(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时， S可知所测的分子直径d偏大，C项错误。 并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多 个亮条纹的间距再求出△x。使用了积累法，减小了 6.(1)6.43(3分) 测量误差，“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中 (2)全反射(2分) 1滴油酸酒精溶液体积的测量，同样使用了积累法， (3)1.61(4分) 减小了测量误差，C项正确。 【解析】(1)游标卡尺的读数d=6.4cm十0.1×3mm =6.43cm。 (2)螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,图乙的读 数为0十26.0×0.01mm=0.260mm,图丙的读数为 (2)步骤③中，没有激光射至挡板上y<0区域的原因 11.5mm十15.2×0.01mm=11.652mm,相邻亮条 是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射。 a 11.652-0.260 1 1 纹的间距△x= (3)玻璃砖的折射率n= mm sin C PQ ≈1.61。 n-1 6-1 d ≈2.28mm。 7.(1)后(2分) (3)根据干涉条纹间距公式有△x=上X,整理得入 d （2)nhE。一hc(3分)mgho(2分) =4x·d 2 3)学4分 (4)仅撤掉滤光片，通过单缝和双缝的是复色光，满足 干涉条件，光屏仍能观察到干涉图样，A项正确；根据 【解析】(1)实验操作时，为了使软笔在钢柱刚运动时 能画上一条痕迹，应该先打开电源使电动机转动，后 干涉条纹间距公式有△：-完4，光屏上观聚到的条纹 烧断细线使钢柱自由下落。 数与单缝和双缝间的距离无关，B项错误：单、双缝相 (2)电动机每秒转动圈，则相邻痕迹之间的时间间 平行，两缝与光屏上的条纹平行，C项错误；仅撤掉双 隔T-7,由于匀变速直线运动全程的平均速度等于 缝，光通过单缝发生衍射，在光屏上能观察到明暗相 间的条纹，D项正确。 中间时刻的瞬时速度，则有n=,c,解得n 2T 9.(1)4.0(2分)0.5(2分) ·85· ·物理（人教版）· 参考答案及解析 (2)②3.5(2分) U E R=12D,根据欧姆定律可得尺一R十，十R,解得R。 ③4(2分) =3.5。 mgRE (3)mgR+R,千)kZ(4分） ③滑片P滑到滑动变阻器的b端，弹簧的形变量增加 【解析】(1)对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律 了2cm,由平衡条件有k△x=mg,则该电子秤所能称 可得E=U'十Ir,即U'=E-Ir,U'-I图像与纵轴交 量的最大质量m=4kg。 点的纵坐标等于电源电动势，图像斜率的绝对值等于 (3)根据闭合电路欧姆定律和力的平衡有 U 电源内阻，由题图丁可知，电源电动势E=4.0V,内 k 阻，=2.0-4.010=0.5n。 E mgRE 4.0 一，解得U= mgR+(R。十r)kL (2)②电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值 k ·86·