北京市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题1

这是一份北京市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题1，共14页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。

一、实验题
1．（2023届北京市昌平区高三下学期二模物理试题）在“验证机械能守恒定律”实验中：
（1）甲同学采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图所示。下列说法正确的是________。
A．实验前必需用天平测出重物的质量 B．打点计时器应接低压直流电源
C．实验时先通电，稳定后再释放纸带 D．重锤释放位置应靠近打点计时器
（2）该同学选取了如图所示的一条纸带，O点是重锤开始下落时打出的点，A、B、C是按打点先后顺序选取的三个计数点。通过测量得到O、A间距离为，O、B间距离为，O、C间距离为。已知计数点A、B间和B、C间的时间间隔均为T，重锤质量为m，当地重力加速度为g。从重锤开始下落到打点计时器打B点的过程中，重锤动能的增加量________。如果与近似相等，则可验证机械能守恒（用题目中所测量和已知量表示）。
（3）乙同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。如图所示，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上的O点。将小球拉至细线与竖直方向成角处无初速度释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F。已知小球的质量为m，重力加速度为g。当约为________时，可说明小球摆动过程中机械能守恒。
2．（2023届北京市昌平区高三下学期二模物理试题）测电阻有多种方法。
（1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻的阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图所示。已知他选用欧姆挡的倍率为“×100”，则的测量值为________Ω。
（2）乙同学用如图所示的电路，测量待测电阻的阻值。某次实验，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻的测量值为________。若不考虑偶然误差，该测量值与的真实值相比________（选填“偏小”或“偏大”）。
（3）丙同学用如图所示的电路，测量待测电阻的阻值。操作步骤如下：①先将开关S接1，调节滑动变阻器，读出电流表的示数I；②再将开关S接2，保持不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值为。则的测量值为________；电流表内阻对测量结果________（选填“有”或“无”）影响。
（4）丁同学用如图所示的电路，测量电流计内阻的阻值。操作步骤如下：①先闭合开关，调节，使电流计指针满偏；②再闭合开关，保持不变，调节使得电流计指针半偏，记下此时的值为。则的测量值为________；若不考虑偶然误差，电流计内阻的测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
3．（2023届北京市房山区高三下学期二模物理试题）实验测量、实验操作、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节。
（1）用10分度的游标卡尺测量某物体直径如图所示，则直径d = ________cm。
（2）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材，可拆变压器，学生电源，数字万用表。
关于本实验，下列说法正确的是________。
A．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12V
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱
C．变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
D．使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
（3）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表。
①在误差允许范围内，表中数据基本符合________规律。
②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因________。
4．（2023届北京市房山区高三下学期二模物理试题）利用如图甲所示的装置可以验证动量守恒定律，O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让质量较大的入射小球A多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出水平射程OP。然后，把大小相同，质量较小的被碰小球B静置于轨道末端，仍将甲入射小球A从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球B相碰，多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。
（1）关于本实验，下列说法中正确的是________。
A．A、B两小球半径应相等
B．斜槽末端的切线必须水平
C．斜槽轨道必须光滑
D．在同一组实验中，小球B的落点并不重合，说明操作中出现了错误
（2）实验中需要的测量仪器有________。
A．天平B．打点计时器C．刻度尺D．秒表
（3）在某次实验中，两球质量分别为mA、mB，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若近似满足关系________________，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上动量守恒。
（4）某同学想验证碰撞中的动量守恒。选择大小相等、质量分别为mA、mB（mA5．（2023届北京市海淀区高三下学期二模物理试题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是________。（选填选项前的字母）
A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数
C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q
（2）如图所示，取一个半径为r的软木塞，在它的轴心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，使大头针露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中观察，恰好看不到大头针。可知该液体的折射率的测量值n=________。（用r、h表示）
（3）用图示电路给电容器C充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答案。
6．（2023届北京市海淀区高三下学期二模物理试题）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行了测量。
（1）在测量了电阻丝的长度之后，该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1所示为________mm。
（2）现有电源（电动势E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）
B．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
C．滑动变阻器（0~5Ω，额定电流2A）
D．滑动变阻器（0~200Ω，额定电流1A）
为减小误差，且电压调节范围尽量大，滑动变阻器应选________（选填器材前的字母）。然后补充完成图2中实物间的连线___________。
（3）关于上述实验，下列说法正确的是________。
A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差
B．用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
C．只考虑电表内阻引起的误差，电压表分流会导致电阻测量值偏小
D．只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏大
（4）电导率是电阻率的倒数，用希腊字母δ表示，常用单位是西门子/厘米（S/cm），即。电导率是反映水质的一项重要指标。资料显示某种饮用水的电导率约为。将该饮用水灌入一个绝缘性能良好、高约12cm、容积约240mL的薄壁塑料瓶（如图3所示），瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金属圆片电极密封。请通过计算说明用图2中的实验器材能否较为精确的测量该饮用水的电导率。若能，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法；若不能，请提出一种改进措施_____________。
原线圈匝数n1（匝）
副线圈匝数n2（匝）
输入电压U1（V）
输出电压U2（V）
100
200
4.32
8.27
100
800
4.32
33.90
400
800
4.33
8.26
400
1600
4.33
16.52
时刻
通过电流表的电流方向
电流表中的电流正在增大还是减小
电容器两端的电压正在增大还是减小
t1
向左
______________
______________
t2
向右
_____________
______________
参考答案：
1． CD/DC
【详解】（1）[1]A．因为要验证，两边的质量可以消掉，所以可以不必测量质量，A错误；
B．打点计时器应接交流电源，B错误；
C．打点计时器实验时应先通电，稳定后再释放纸带，C正确；
D．重锤释放位置应靠近打点计时器，D正确。
故选CD。
（2）[2]B点的速度等于AC间的平均速度，为
故重锤动能的增加量为
（3）[3]若机械能守恒则有
在最低点拉力与重力的合力提供向心力
联立可得
故当约为时，可说明小球摆动过程中机械能守恒。
2． 600 偏大 无 小于
【详解】（1）[1]选用欧姆挡的倍率为“×100”，则的测量值为
（2）[2]某次实验，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻的测量值为
[3]电路图中电流表采用内接法，误差来源于电流表的分压，使得电压表读数大于待测电阻的真实电压，则该测量值与的真实值相比偏大。
（3）[4][5]先将开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律可得
先将开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律可得
可知的测量值为；电流表内阻对测量结果无影响。
（4）[6]先闭合开关，调节，使电流计指针满偏；则有
再闭合开关，保持不变，调节使得电流计指针半偏，记下此时的值为，则有
则有
可知的测量值为；
[7]若不考虑偶然误差，由于
则有
可得
则电流计内阻的测量值小于其真实值。
3． 0.52 ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有
0.5cm＋2 × 0.1mm = 0.52cm
（2）[2]A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，A正确；
B．为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；
C．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，C错误；
D．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选ABD。
（3）①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
②电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
4． AB/BA AC/CA 见解析
【详解】（1）[1]ABC．在实验中，要保证两小球发生对心正碰，所以两小球半径相等，且小球离开斜槽应做平抛运动，所以斜槽末端切线水平，但不需要斜槽光滑，故AB正确，C错误；
D．在同一组实验中，由于实验存在误差，所以小球B的落点并不重合，不能说明操作中出现错误，故D错误。
故选AB。
（2）[2]两小球在碰撞过程中有
由于小球从相同高度做平抛运动，所以下落时间相等，所以
即需要用天平测量小球的质量，刻度尺测量O点到平均落点的距离。
故选AC。
（3）[3]由以上分析可知，在实验误差允许范围内，两球碰撞前后在OP方向上动量守恒，应满足的关系
（4）[4]本实验中应将A球向左拉起，测量轻绳与竖直方向的夹角θ，并将A球由该位置静止释放，两球在最低点发生碰撞，然后测量碰后A球反弹到最大高度时轻绳与竖直方向的夹角α，B球上升到最大高度时轻绳与竖直方向的夹角β，根据机械能守恒定律有
根据动量守恒定律有
即
5． D 减小 减小 减小 增大
【详解】（1）[1]AB．由变压器电压与线圈匝数关系
得
如果减少了原线圈的匝数或增加了副线圈的匝数，则应该增大，与图像不符合，AB错误；
C．降低了交流电源的频率，不会影响的大小，C错误；
D．拔掉了变压器铁芯Q，会导致漏磁，则
由于，，都不变，所以减小，D正确。
故选D。
（2）[2]由题意知，大头针在液体中发生全反射的临界角满足
根据
解得液体的折射率为
（3）[3]由于时刻电流方向向左，说明在这个时候电容器是在放电，所以电流表中的电流正在减小。
[4]此时电容器正在放电，电容器两端的电压正在减小。
[5] 由于时刻电流方向向右，说明在这个时候电容器是在充电，电流先快速增大后逐渐减小。
[6]此时电容器是在充电，电压正在增大。
6． C BC/CB 电流表改为内接法
【详解】（1）[1]根据题意，由图可知，电阻丝的直径为
（2）[2][3]为减小误差，且电压调节范围尽量大，滑动变阻器采用分压接法，则选C。待测电阻约为，电流表采用外接法，补充完成图2中实物间的连线，如图所示
（3）[4]A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差，故A错误；
B．用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，故B正确；
CD．只考虑电表内阻引起的误差，本实验采用电流表外接，误差来源于电压表分流会导致电流的测量值较大，则电阻测量值偏小，故D错误，C正确。
故选BC。
（4）[5]根据题意，由电阻定律可得，电阻约为
电阻较大，不能精确的测量该饮用水的电导率，需要把电流表改为内接法。