天津市各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03实验题

这是一份天津市各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03实验题，共18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届天津市滨海新区高三下学期高考模拟（一模）测试物理试题）未来中国宇航员登陆月球表面，其任务之一是通过单摆测量出月球表面的重力加速度，从而计算一下月球的质量，但没有合适的摆球，就从地上找到了一块大小为3cm左右、外形不规则的小石块代替。目前实验舱中还有以下设备：
刻度尺（量程30cm）、轻细线（1m左右无弹性）、秒表和足够高的固定支架。
宇航员设计了如下实验，以完成本次登月的这项任务。
（1）若已测得月球表面的重力加速度为g、月球的半径为R以及万有引力常量G，请写出月球质量的表达式______。
（2）实验步骤如下：
A．如图，用细线将石块系好，将细线的上端固定于O点；
B．将石块拉至一个大约5°的角度，然后由静止释放；
C．从石块摆到______（填“最低点”或“最高点”）开始计时，测出n次个振动的总时间；
D．缩短细线长度，重复B、C步骤，得到总时间；
（3）若细线缩短的长度为（小于刻度尺量程），请用、以及写出重力加速度表达式为______。
2．（2023届天津市滨海新区高三下学期高考模拟（一模）测试物理试题）实验小组选用以下器材测量电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表V（量程0~3V，内阻约为）
电流表A（量程0~0.6A，内阻约为）
滑动变阻器（阻值变化范围为0~，额定电流为1A）
定值电阻R（阻值为）
待测电池组E（电动势约为3V，内阻约为）
开关、导线若干
（1）该小组连接的实物电路如图甲所示，实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显，主要原因是______
A．电压表内阻太小 B．电流表内阻太大 C．待测电池内阻太小
（2）为了解决这个问题，该小组将定值电阻R接入电路，请将不用的线用“×”去掉，再把需要的连线补上______。
（3）解决问题后重新做实验，得到了六组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图乙所示。根据图像观察到，曲线纵截距为2.9，横截距为0.50，则可推算电池组的电动势为______V，内阻为______。（结果保留2位有效数字）
3．（2023届天津市红桥区高三下学期第一次模拟考试物理试题） 图示为简化后的欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，可变电阻R的最大阻值为，电池的电动势，内阻，图中与接线柱B相连的表笔颜色应是______色，接正确使用方法测量电阻的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则______（结果保留两位有效数字）。
4．（2023届天津市河北区高三第一次模拟考试物理试题）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
（1）该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图所示，对应的读数是______Ω。
（2）除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）
D．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（选填实验器材前对应的字母）
5．（2023届天津市南开区高三下学期一模物理试题）某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______ 。
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换
C．无需测出封闭气体的质量
D．推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定。
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为______（选填“<”“＝”或“>”）。
（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出______（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条______，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
6．（2023届天津市南开区高三下学期一模物理试题）在“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验中，有电压表V（量程为3V和15V），电流表A（量程为0.6A和3A），滑动变阻器R（0~10Ω）。
①为了更准确地测出电源电动势和内电阻，电压表的量程应选用 ______ （填“3V”或“15V”），电流表的量程应选用 ______ （填“0.6A”或“3A”），选择的实验电路是上图中的 ______ （填“甲”或“乙”）。
②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的图线，由图可得该电源电动势______ V，内电阻______ Ω（结果保留三位有效数字）
③采用①中所选电路测量时，由于 ______ （填“电流表分压”或“电压表分流”），造成的误差情况是干电池电动势的测量值 ______ 真实值，干电池内阻的测量值 ______ 真实值（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
7．（2023届天津市河西区高三下学期总复习质量调查物理试题（一））（1）某工厂有一个圆柱体工件，小明同学想测量工件的电阻率。
①为了测量工件的电阻R，小明设计了如图甲所示的电路，请按设计的电路完成实物图乙的连线_________.
②实验中，把电压表的右端分别接于a点和b点，发现电流表的示数有明显的变化，如图丙所示。为了减小实验误差，电压表的右端应接___________（填“a”或“b”）点。
③若测得工件的长度为L、直径为D，工件两端的电压为U，通过工件的电流为I，则工件材料电阻率的表达式为__________（用已测量的物理量相应的字母表示）。
8．（2023届天津市河西区高三下学期总复习质量调查物理试题（一））小明用气垫导轨和光电门测量滑块做匀加速运动的加速度，如图所示。
（1）用游标卡尺测遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则__________mm
（2）按图示安装好实验器材并测出两光电门间的距离L。接通电源，释放滑块，记下遮光条通过光电门A、B的时间分别为、，则遮光条经过光电门B的速度 __________ ，
（3）滑块的加速度__________ （用测出的物理量符号L，d，，表示）
9．（2023届天津市河东区高三下学期学业水平等级性考试第一次模拟测试物理试题）某实验小组利用如下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是________。
A．理想化模型法 B．阻力补偿法
C．等效替代法 D．控制变量法
（2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放小车，小车在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如下图所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。小车的加速度大小为________。（结果保留3位有效数字）
（3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如下图所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是________。（选填下列选项的序号）
A．小车与平面轨道之间存在摩擦
B．平面轨道倾斜角度过大
C．所用小车的质量过大
D．所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大
10．（2023届天津市河东区高三下学期学业水平等级性考试第一次模拟测试物理试题）实验室有一粗细均匀的电阻丝，某同学设计如图所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A（量程0～100mA）；
电阻箱R（0～99.99Ω）；
开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
a．用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；
b．根据所提供的实验器材，设计如图所示的实验电路；
c．调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；
d．闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值和接入电路的电阻丝长度；
e．改变的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；
f．重复多次，记录每一次的和数据。
（1）用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图所示，读数为________mm；
（2）用记录的多组和的数据，绘出了如图所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式________（用题中已知量的字母表示）；
（3）电流表的内阻对本实验结果________（选填“有”或“无”）影响。
11．（2023届天津市和平区高三下学期一模物理试题）学习小组同学在测量某电阻的阻值Rx（约为5kΩ）时，实验所用器材为：电源（电压3V，内阻可忽略）、电流表（内阻约10Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～10kΩ，额定电流2A）、开关、导线若干。为更方便电路的调节，同学们利用以上器材设计了调节电路部分，画出实验电路图如图甲（虚线方框中为测量电路，未画出），进行实验测量，记录数据如下表：
（1）由表数据可知，他们在进行实验时，电路中开关S1是______的（填“闭合”或“断开”）
（2）如图乙所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请将图中剩余部分的导线补充完整( )
（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U—I坐标系，画出了表格中的数据对应的7个坐标点，如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第______组数据（填表格中的序号）。
12．（2023届天津市和平区高三下学期一模物理试题）用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。
（1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要 ______
A．弹簧秤 B．天平 C．毫米刻度尺 D．秒表
（2）关于实验操作及数据处理，下列说法正确的是 ______
A．选用质量大、体积小的重锤可以减小实验的偶然误差
B．图中纸带的左侧是与重锤相连的一端
C．若通过图像验证机械能守恒，必须多次重复实验，才能得到多个数据点
D．利用数据做出图像，若图像是直线，则说明重物下落过程机械能守恒
（3）在利用纸带上的数据点验证机械能守恒时，已经测出了AC段和FH段长度，还需要测出 ______段长度才能完成本次验证。
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.40
I/mA
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
参考答案：
1． 最低点
【详解】（1）[1]若已测得月球表面的重力加速度为g、月球的半径为R以及万有引力常量G，根据
可知月球质量的表达式为
（2）[2]为了减小误差，应从石块摆到最低点开始计时。
（3）[3]设原来细线长度为，测出次个振动的总时间，则对应周期为
根据单摆周期公式可得
若细线缩短的长度为，测出次个振动的总时间，则对应周期为
根据单摆周期公式可得
联立解得重力加速度表达式为
2． C 2.9 0.80
【详解】（1）[1]实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显，主要原因是待测电池内阻太小，导致路端电压变化不明显。
故选C。
（2）[2]为了使电压表读数变化明显，可将定值电阻R接入电路的干路中，如图所示
（3）[3][4] 根据图示电路图，由闭合电路的欧姆定律可得
可知图乙图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的横轴截距为0.50，则有
解得内阻为
3． 黑 3.0
【详解】[1]根据“红进黑出”规律，可知图中与接线柱B相连的表笔颜色应是黑色；
[2]当进行欧姆调零操作时有
测量电阻的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，即电流到达半偏，则有
解得
4． 6 A C
【详解】（1）[1]欧姆表读数为
6×1Ω=6Ω
[2]电源电动势E=3V，金属丝电阻约为6Ω，则电路中最大电流约为
故选量程0～0.6A的电流表，故选A。
（2）[3]为了调节方便，滑动变阻器阻值应选和待测金属丝阻值接近的，故选C。
5． C > 过原点的倾斜直线
【详解】（1）[1]
A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前不能将注射器的空气完全排出，故A错误；
B．实验时应缓慢推拉活塞以避免气体与外界发生热交换，故B错误；
C．本实验，只需测出气体压强和对应体积，不需要测出封闭气体的质量，故C正确；
D．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，避免气体与外界发生热交换，故D错误。
故选C。
（2）[2]在图像中，根据
可得
可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有
（3）[3][4]根据
可得
为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像；对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
6． 3 0.6 甲 1.50 1.00 电压表分流 小于 小于
【详解】（1）[1]电源（一节干电池）电动势大约为1.5V，电压表选择3V量程。
[2]使用电流表测量电路中电流时，应尽量让指针偏转到刻度盘三分之二左右测量较准确，电路中最大电流约0.5A，所以最适合的电流表应该选择0.6A量程。
[3]由于电源内阻较小，电流表分压误差较大，为减小实验误差，选择甲图电路。
（2）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图线斜率的绝对值为电源内阻，纵截距为电源电动势，由图丙可知
（3）[7][8]采用①中所选电路测量时，电流表内接，电压表有分流作用，电流测量值小于真实值，实验测出的电动势小于真实值，即是
由于电压表分流作用，电压值越大，电压表分流越多，对应电流真实值与测量值差值越大，如图
由于测量电源电动势和内电阻的实验中图像的斜率表示等效电源内阻，即实验测出的电源内阻小于真实值。
7．
【详解】[1]
[2]实验中，把电压表的右端分别接于a点和b点，发现电流表的示数有明显的变化，说明电压表分流比较明显，因此电流表应该采用内接法，为了减小实验误差，电压表的右端应该接在点。
[3]根据电阻定律有
又
，
联立可得工件材料的电阻率为
8． 1.80
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
（2）[2]遮光条经过光电门A、B的速度分别为
，
（3）[3]根据运动学公式
联立可得滑块的加速度
9． B 2.01 D
【详解】（1）[1]把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是阻力补偿法。故选B。
（2）[2]小车的加速度大小为
（3）[3]ABC．由以上分析可知，当小车与平面轨道之间存在摩擦，平面轨道倾斜角度过大，所用小车的质量过大，都不会影响a-F关系图，AB段明显偏离直线，故ABC错误；
D．当所挂的砝码桶内及桶内砖码的总质量太大时，则有木块所受的合外力
造成此现象的 主要原因可能是当有砝码桶内及桶内砖码的总质量接近木块及木块上砝码的总质量时，木块受到的合外力小于砖码桶及桶内砖码的总重力，木块的加速度就不成线性增大，实验误差增大，则有a-F图像的AB段明显偏离直线，故D正确。
故选D。
10． 无
【详解】（1）[1]由图可知，电阻丝的直径为
（2）[2]根据题意，由实验步骤可知，电阻箱的阻值和电阻丝阻值之和保持不变，则有
由图可知，当时
此时，电阻箱的阻值即为电阻箱的阻值和电阻丝阻值之和，则有
整理可得
结合图像可得
解得
（3）由（2）分析可知，电流表的内阻对本实验结果无影响。
11． 闭合 6
【详解】（1）[1]由（3）知是用伏安特性曲线测量电阻的，要求电压电流从接近0开始调节，所以采用分压接法，他们在进行实验时，电路中开关S1是闭合的。
（2）[2]由于
采用电流表内接法
（3）[3]如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第6组数据。
12． C B BG/GB
【详解】（1）[1]AB．根据
整理可得
可知不需要测量重物质量，AB不需要；
C．实验时需要用刻度尺测量纸带上各点的距离，需要用到毫米刻度尺，C需要；
D．打点计时器有计时功能，不需要秒表，D不需要。
故选C。
（2）[2]A．验证机械能守恒定律实验中，由于重锤要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用质量大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小系统误差，A错误；
B．由图可知，从A到H，相等时间内位移变大，可知图中纸带的左侧是与重锤相连的一端，B正确；
C．若通过图像验证机械能守恒，需要纸带上选择合适数目的点，不需要重复实验，C错误；
D．根据可知只要加速度大小恒定，图像均为直线，所以图像是直线，不能说明重物下落过程机械能守恒，D错误。
故选B。
（3）[3]测出了AC段和FH段长度，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程的平均速度，可以求出点和点的速度，所以要验证机械能守恒，还需要测出段的长度。