上海市各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03实验题2

上海市各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03实验题2

一、实验题

1．（2023届上海市宝山区高三上学期期末（一模）物理试题）酒精测试仪的工作原理如图所示，其中电源的电动势为E、内电阻为r，P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻rʹ的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻。为了判断浓度C增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律有（请写出一个）：____________，当浓度C趋于无穷大时电压表读数将趋于________。

2．（2023届上海市宝山区高三上学期期末（一模）物理试题）在“用DIS测量电源的电动势和内电阻”的实验中：

（1）图（a）为实验电路图，其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A处连接_______传感器，B处连接________传感器。

（2）某同学利用图（a）所示的电路，测得一组U-I实验数据，在直角坐标系上描绘的点如图（b）所示，请在图（b）上绘出U-I的图像_______。根据所画U-I图像，可求得电源电动势E=______V，内电阻r=______Ω。

（3）根据图（b）中实验测得的数据，可以推测实验中所选滑动变阻器较为合理的型号是(      )

A．0~5Ω        B．0~20Ω        C．0~50Ω        D．0~200Ω

3．（2023届上海市闵行区高三上学期一模物理试题）如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U—I图线．

（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；

（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V，内阻r=______Ω；

（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y—x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的：

（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______．（保留到小数点后面2位）

4．（2023届上海市杨浦区高三上学期一模物理试题）某同学独自一人进行“研究共点力的合成”这一实验。因无法同时拉两个弹簧测力计并记录拉力的方向和大小，该同学的实验操作步骤如下：

①在木板上固定白纸，橡皮筋的一端用图钉固定在木板上A点，另一端系上两根带绳套的细绳，在白纸上标出某标记点“O”；

②先将细绳1的绳套拉至另一标记点“B”并用图钉固定，再用弹簧测力计拉细绳2，将橡皮筋的另一端拉至“O”点并使两细绳间有一定的夹角，如图所示。记录此时弹簧测力计的示数及细绳2的方向（沿OC方向）；

③松开细绳1的绳套端，用弹簧测力计拉细绳2，再次将橡皮筋的另一端拉到“O”点，记录此时弹簧测力计的示数及细绳2的方向（沿图中虚线方向）；

④______，记录此时弹簧测力计的示数；

⑤确定标度，作出三个力的图示，观察这些力的图示间的几何关系；

⑥改变标记点“O”、“B”的位置，重复上述实验过程，多次实验。

（1）请写出在上述步骤中遗漏了什么环节：______；

（2）为完成这一实验，这位同学应在步骤④中进行的操作过程为：______；

（3）这位同学根据记录的三个力、和作图，下列图示符合这位同学的实验过程的是______。

A．B．C．D．

（4）这位同学想进一步进行合力与分力对应关系的探究，他在完成实验步骤①、②后，保持橡皮筋的另一端仍在“O”点并缓慢改变细绳2的方向，观察到弹簧测力计的读数逐渐增大，则两细绳间夹角的变化情况为______。

5．（2023届上海市静安区高三上学期一模物理试题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图所示的装置，让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹．调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门．

（1）实验时，操作顺序应为______（选填“A”或“B”，其中A为“先点击记录数据，后释放小球”，B为“先释放小球，后点击记录数据”），记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和．

（2）小球与橡胶材料碰撞损失的机械能转化为______能．已知小球的质量为m、直径为d，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失______（用字母m、d、和表示）．

（3）请分析说明，可以采取什么办法减小实验误差？________________________

6．（2023届上海市嘉定区高三上学期等级考第一次质量调研（一模）物理试题）某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，如图a所示。将该水果电池给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测量电路中的电流，发现读数不足3mA。

（1）你认为电路中电流不足3mA的原因是________；

（2）为了测量水果电池的电动势和内阻，进行如下实验，电路图如图b所示。请按照电路图，将图c中的实物图连线补充完整________。

（3）连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器________；

（4）按要求更换滑动变阻器后，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=________V，内阻r=________（结果保留三位有效数字）。

参考答案：

1．     闭合电路欧姆定律    

【详解】[1] 酒精气体传感器电阻rʹ的倒数酒精气体的浓度C成正比。酒精气体的浓度C的变化会影响酒精气体传感器电阻，电路总电阻会变化，由闭合电路欧姆定律可知回路中电流会变化，电压表读数会变化。因此为了判断浓度C增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律是闭合电路欧姆定律。

 [2] 当浓度C趋于无穷大时，酒精气体传感器电阻rʹ趋于零。由闭合电路欧姆定律得

电压表读数

2．     电流     电压          2.1     0.5     A

【详解】（1）[1][2] A处连接电流传感器，B处连接电压传感器。因为A串联在回路里测电流，B并联在电源两端测电压。

（2）[3] 绘出U-I的图像如下

[4][5]根据

电动势

内阻

（3）[6]因为电动势只有2.1V，根据描点可知最小电流为0.5A，最大电流为2.0A，所以回路最大电阻为

故滑动变阻器选择0~5Ω。

故选A。

3．     电压     3     2.96     1.12     c     （2.64，7.82）

【详解】（1）[1][2]实验中还需要电压传感器测路端电压，应分别接在电路中电源的正负极两端，但是开关要起到作用，又电流传感器有微小电阻，为了减小误差，电流传感器应采用外接法。则电压传感器接线应分别接在图（a）电路中1和3位置。

（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律

由图（b）实验图线的拟合方程可得，图像纵坐标的截距表示电源电动势，则有

斜率的绝对值表示电源的内阻，则有

（3）[5]根据实验测得的、数据，若令

则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系，由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小，当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，所以该图线应是c。

（4）[6]根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，则有

所以推测图（丙）中M点的坐标为（2.64，7.82）。

4．     没有标记C点位置     见解析     D     见解析

【详解】（1）[1]上述步骤中没有标记C点位置。

（2）[2]将细绳2的绳套拉至标记点“C”并用图钉固定，再用弹簧测力计拉细绳1，将橡皮筋的另一端拉至“O”点，且使细绳1沿OB方向，记录此时弹簧测力计的示数及细绳1的方向。

（3）[3]等效果的力F2应该与橡皮筋共线，为虚线OC方向；F1、F3的合力F合应该指向平行四边形的对角线，故选D。

（4）[4]OB垂直OC时，弹簧测力计的读数最小，顺时针转动OC，弹簧测力计的读数逐渐增大，两细绳间夹角变小；逆时针转动OC，弹簧测力计的读数逐渐增大，两细绳间夹角变大。

5．     A     内          选择密度较大，体积较小的小球

【详解】（1）[1]在测量时，因小球下落的时间很短，如果先释放小球，后点击记录数据，有可能处出现记录的数据不完整，所以应先点击记录数据，后释放小球。故选A。

（2）[2][3]小球与橡胶材料碰撞损失的机械能转化为内能；

由题意可得，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为、，则有

由能量守恒定律得，小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失为

（3）[3]在本实验中，可以通过选择密度较大，体积较小的小球来减小实验误差。

6．     水果电池内阻太大          阻值偏小     1.55     21.9

【详解】（1）[1]水果电池内阻太大，电路的电流很小，灯泡的实际功率很小不足以使灯泡发光；

（2）[2] 实物图连线如图

（3）[3]连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，由于水果电池内阻很大，而滑动变阻器采用的是限流式接法，所以导致的原因是所选用的滑动变阻器阻值偏小；

（4）[4]根据闭合电路欧姆定律

化解得

可解得

[5]U-I图像斜率绝对值表示电源内阻，可得