天津市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题

天津市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题

一、实验题

1．（2023届天津市红桥区高三下学期二模物理试题）一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长和周期的对应值。为了求出当地的重力加速度，3位同学提出了3种不同的方法：

（1）从测定的6组数据中任意选取1组，用公式求出作为测量值；

（2）分别求出6个值的平均值和6个的平均值，用公式求出作为测量值；

（3）在坐标纸上作出图像，从图像中计算出图线的斜率，根据求出作为测量值。

你认为以上三种方法中，错误的是哪一种______（填代号即可），其余正确方法中偶然误差最小的是哪一种______（填代号即可）。

2．（2023届天津市红桥区高三下学期二模物理试题）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按下图所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。

（1）该实验的第一步是：闭合电键，将电键接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数、；请你接着写出第二步，并说明需要记录的数据：______。

（2）由以上记录数据计算被测电阻的表达式是______。

（3）说明通过（1），（2）两步操作的计算结果消除由于电压表、电流表内阻的影响产生的系统误差的理由。

______。

3．（2021年浙江省物理选考（6月）物理试卷）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。

①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。

②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。

A．工作电压偏高      B．存在空气阻力和摩擦力      C．接通电源前释放了纸带

4．（2021年河北省普通高中学业水平选择性考试（河北卷））某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（，），直流电源（），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。

（1）根据图1，完成图2中的实物连线______；

（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______（单项选择，填正确答案标号）；

A．电流表短路

B．滑动变阻器的滑片接触不良

C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端

（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______（保留三位有效数字）。

5．（2023届天津市南开区高三下学期第二次模拟考试物理试题）某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，已有的实验器材有：两个弹簧秤、橡皮条（带两个较长的细绳套）、三角尺、木板、白纸和图钉。

①本实验采用的科学方法是_________

A．理想实验法     B．等效替代法     C．控制变量法     D．理想模型法

②下列几项操作有必要的是_________

A．两个弹簧测力计的示数必须相等                  B．两个弹簧测力计之间的夹角必须取

C．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上     D．同一次实验中，结点O的位置不变

③对减小实验误差有益的做法是________

A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，

B．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

C．标记同一细绳方向的两点要近一些

④图中四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是________

6．（2023届天津市南开区高三下学期第二次模拟考试物理试题）电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样装入粗细均匀的玻璃管内，玻璃管两端用装有金属圆片电极的橡胶塞密封，如图甲所示。实验小组用刻度尺测出两电极相距L，用游标卡尺测得玻璃管的内径D。接下来，实验小组先用多用电表欧姆挡粗略测量水样电阻的阻值，然后再用以下器材精确测量其阻值，最后分析数据，得出该品牌纯净水样品的电导率。

实验小组有以下器材供选用：

A．电流表（，内阻约为）

B．电流表（，内阻为）

C．电压表（，内阻约为）

D．定值电阻

E．定值电阻

F．滑动变阻器（，额定电流）

G．电源（，内阻约为）

H．开关和导线若干

①如图乙所示为用10分度的游标卡尺测量玻璃管内径的图示，玻璃管内径D的测量值为________cm；

②实验小组用多用电表粗略测量水样的电阻时选择欧姆挡的“”倍率，示数如图丙所示，则读数为________。

③为了减小实验误差，要求电表的测量值在量程的以上，电表应选用________、________（选填“”或“”或“”），定值电阻应该选择________（选填“”或“”）。在方框中画出适合的电路图________，并标上各器材的符号。

7．（2022届北京市东城区高三（下）二模物理试题）用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为________（用字母、表示）；

（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是________（选填字母代号）；

A．将钢球换成塑料球

B．当摆球经过平衡位置时开始计时

C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放

D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g

（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是________（选填字母代号）；

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长

B．把摆线的长度记为摆长

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次

（4）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（）（,）如图所示。由图可计算出重力加速度________。

8．（2023届天津市河西区高三总复习质量调查物理试题（二））某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据、绘制曲线尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ

电流表，量程0~500mA，内阻约0.5Ω

电流表，量程0~100mA，内阻约4Ω

滑动变阻器，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

滑动变阻器，最大阻值100Ω，额定电流1.0A

直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计

（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______（填写所选器材后的字母）。

（2）请将虚线框内题图甲所示的实验电路图用粗线补画完整。(        )

（3）该同学通过实验得出了小灯泡的图像如题图乙所示。由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐______（选填“增大”或“减小”）；当小灯泡上的电压为3.00V时，小灯泡的电阻是______Ω（结果保留2位有效数字）。

（4）该同学在获得了③中小灯泡的图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为______W（结果保留2位有效数字）。

9．（2023届天津市河东区高三下学期二模物理试题）为了精确地测量待测电阻（约）的阻值，实验室提供了下列器材：

A．电流表（量程为，内阻）

B．电流表（量程为，内阻约）

C．滑动变阻器（，额定电流）

D．滑动变阻器（，额定电流）

E.电阻箱R（阻值范围为）

F.电源（电动势，内阻约）

G.开关S、导线若干

（1）由于没有电压表，某同学把电流表，串联电阻箱R改为量程为的电压表，他需要把电阻箱的阻值调为___________；

（2）该同学选择的滑动变阻器为____________；（填“C”或“D”）

（3）实验电路图如下图所示：

（4）按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表、的示数、，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出图像如上图所示，则待测电阻____________（结果保留2位有效数字）。

10．（2023届天津市河东区高三下学期二模物理试题）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中。

①用游标卡尺测量摆球直径（如图1所示）摆球直径D为 ____________mm ；

②若某同学测出多组单摆的摆长1和振动周期T，作出图像如图2所示，理论上 图像是一条过坐标原点的直线，造成图中图像不过坐标原点的原因可能是 ______________ （填字母）；

A．将摆线长当作摆长（漏掉了小球半径）

B．将摆线长+小球直径当作摆长（多加了小球半径）由图像求得重力加速度g为___________（结果保留3位有效数字，取3.14）

参考答案：

1．     （2）     （3）

【详解】[1]如要充分利用数据，应该求出六组重力加速度再取平均值，即

分别求出6个值的平均值和6个的平均值，并不能做到上述公式的效果，公式不成立，故（2）错误。

[2]从测定的6组数据中任意选取1组，用公式 求出作为测量值，没有充分利用数据，不能有效减小偶然误差；在坐标纸上作出图像，从图像中计算出图线的斜率，根据求出作为测量值，可以减小偶然误差，故选（3）。

2．     见解析          见解析

【详解】（1）[1]将电键S2接1，只调节滑动变阻器r，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2。

（2）[2]由欧姆定律得

故有

（3）[3]第（1）步操作得到的；第（2）步操作得到的，测量结果与安培表，伏特表内阻无关。

3．     阻力与重力之比更小（或其它合理解释）     0.547     0.588     C

【详解】①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小

②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为

[3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此

因此动能的增加量为

[4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。

4．          C    

【详解】（1）[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接，如图

（2）[2]开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。

A．电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；

B．滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；

C．滑动变阻器的滑片开始时置于端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝，C正确；

故选C。

（3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在点时的电压和电流分别为

，

根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为

5．     B     D     A     F

【详解】①[1]合力与分力作用效果相同，实验方法为等效替代法，故选B；

②[2]A．两个弹簧测力计的示数适当大些，但不必一定相等，故A错误；

B．两个弹簧测力计之间的夹角适当大些，不一定取，故B错误；

C．橡皮条对结点的拉力与两细绳套的拉力的合力平衡，而两细绳套的拉力不一定相等，所以橡皮条与两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，故C错误；

D．同一次实验中，为了保证两分力的作用效果不变，结点O的位置不变。故D正确。

故选D；

③[3]A．为了减小实验中摩擦造成的误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确；

B．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应适当大些，不能太大，也不能太小，故B错误；

C．为了更加准确记录力的方向，标记同一细绳方向的两点要远一些，故C错误。

故选A；

④[4]用平行四边形定则作出的合力在平行四边形的对角线上，所以不是由弹簧测力计直接测得的是F。

6．          或19000                   

【详解】①[1]玻璃管内径D的测量值为

②[2]图丙指针指在19，所以读数为

③[3][4]因为电压表量程太大，所以用双安法实验，所以选择电流表与定值电阻串联作为电压表使用，电流表A2的阻值一定，通过A2的电流可以直接读出，通过A1的电流可以根据并联电路的特点计算得出，故电表选择和；

[5]由

可知定值电阻选择；

[6]为了保护电路以及电压的保护范围大一些，滑动变阻器采用分压接法，改装电表的电阻的阻值和待测电阻相比很小，分流能力太强，因此选用电流表A1内接法能够让A1满偏时A2接近满偏，则电路图如下

【点睛】

7．          B     BC    

【详解】（1）[1]在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为

（2）[2]A．将钢球换成塑料球，会增加阻力的影响从而增加误差，选项A错误；

B．当摆球经过平衡位置时开始计时，可减小测定周期产生的误差，选项B正确；

C．单摆的摆角要小于5°，否则就不是简谐振动了，则把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放，会增加实验误差，选项C错误；

D．应该至少测量30次全振动的时间测量周期，用记录一次全振动的时间作为周期误差会较大，选项D错误。

故选B。

（3）[3]根据

可知

若测得的重力加速度g值偏小，则

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则L测量值偏大，则测得的g偏大，选项A错误；

B．把摆线的长度记为摆长，则L测量值偏小，则测得的g偏小，选项B正确；

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，则实际摆长变大，计算所用的摆长偏小，则测得的g偏小，选项C正确；

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，则周期测量值偏小，则测得的g偏大，选项D错误；

故选BC。

（4）[4]若摆球重心在球心以上x处，则

解得

则图像的斜率为

解得

8．                    增大     11     0.19

【详解】（1）[1] [2] 小灯泡的额定电流为0.3A，则电流表选A1，为使小灯泡电压从零开始变化，应采用分压接法，则滑动变阻器选择总阻值较小的R1；

（2）[3] 小灯泡的电阻较小，远小于电压表内阻，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压接法，如图

（3）[4] 由图可知，随着电压的增加，电压与电流的比值增大，根据欧姆定律可知，小灯泡电阻增大；

 [5] 由图乙可知，当小灯泡上的电压为3.00V时，电流为0.28A，根据欧姆定律

电阻为11Ω；

（4）[6] 把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上，设灯泡的电压和电流分别为U和I，则根据闭合电路欧姆定律

将图像绘出，如下

图线交点即为此时灯泡的实际工作状态，则灯泡功率为

9．     5000.0     D     9.0

【详解】（1）[1]由于没有电压表，某同学把电流表，串联电阻箱R改为量程为的电压表，则有

解得

（2）[2]由于待测电阻约为，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择D。

（4）[3]根据欧姆定律可得

可得

可知图像的斜率为

解得待测电阻为

10．     14.55     A     9.86

【详解】①[1]游标卡尺示数为

②[2]图象不通过坐标原点，将图象向右平移1cm就会通过坐标原点，故在相同的周期下，摆长偏小1cm，即可能是误将摆线长度当作摆长，漏掉了摆球的半径。

故选A。

[3]由

得

则斜率为

根据图象有

解得