上海市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题1

上海市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题1

一、实验题

1．（2023届上海市奉贤区高三下学期等级考模拟质量调研（二模）物理试题）利用器材：一倾角可以调节的平直轨道、小车、米尺、秒表等，探究加速度与力的关系。实验步骤如下：

①用米尺测量斜面上固定点A1与斜面底端A2之间的距离s。

②让小车自A1点从静止开始下滑到底端A2，记下所用的时间t，则小车的加速度a＝______。

③用米尺测量A1相对于A2的高度h。已知小车所受重力为mg，若无摩擦力的影响，则小车所受的合外力F＝______。

④改变斜面倾角，多次重复上述②③。

⑤以h为纵坐标，______为横坐标，若作出如图所示的图线，推断出加速度与合外力成正比的结论。

（1）在上述步骤中填入适当的公式或文字。

（2）实验中实际存在摩擦阻力的影响，为消除影响，某同学设计如下方案：

①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。

②进行上述步骤中的各项测量。

③计算与作图时用（h－h0）代替h。

对此方案有以下几种评论意见，其中较合理的意见是(            )

A．方案正确可行，可以消除摩擦阻力的影响

B．方案理论上可行，但实际操作时无法确定小车是否做匀速运动

C．方案理论上有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关

2．（2023届上海市青浦区高三下学期二模物理试题）在“用DIS研究加速度和力的关系”实验中：某同学采用光电门测量加速度，实验装置如图。将小车放置在轨道上，使挡光片的左端与小车的左端A点对齐，光电门放在B处，测出A到B的距离L和挡光片的宽度d。由静止开始释放小车，光电门自动测出小车上挡光片通过光电门的时间Δt。

（1）根据题中已知物理量，小车的加速度a=__________（用题中字母表示）；

（2）在上述实验中，下列操作步骤中必须做到的是__________

A．要用天平称量小车质量              B．钩码的质量应该远小于小车质量

C．通过增减配重片来改变小车的质量    D．不论轨道光滑与否，轨道一定要保持水平

（3）上述实验用光电门来测量小车运动的瞬时速度，若考虑挡光片的宽度，得到的速度测量值和真实值相比__________

A．偏大        B．偏小            

C．一样大      D．都有可能

（4）为了研究研究加速度和力的关系，某同学选择画小车的加速度与钩码质量的关系图线，如图所示。分析发现图线在横轴上有截距，这是因为____________________________。

3．（2023届上海市松江区高三下学期二模测试物理试题）在“研究共点力的合成”实验时，需要两次拉伸橡皮筋，两次都要将橡皮筋的结点拉到相同的________；通过本实验可以验证共点力合成时遵循________定则。

4．（2023届上海市松江区高三下学期二模测试物理试题）图（a）是“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置。

（1）本实验可先进行定性探究，通过改变________的位置来观察摆锤释放后摆起的最大高度与释放时的高度是否相同；

（2）由于本实验需要测出摆锤经过不同位置的动能，每次实验时需要将摆锤从装置图中的位置由静止释放，并利用光电门传感器测出摆锤经过不同位置时的速度；

（3）某实验小组得到下表所示的A、B、C、D四组数据，请判断哪组数据不合理，并说明造成数据不合理的可能原因：______________________；

（4）某实验中心将上述实验进行了改进，装置如图（b）所示，根据装置图说明可判断光电门传感器应该安装在图中的_________上，这样设计的好处是________________________。

5．（2023届上海市金山区高三下学期二模测试物理试题）“用DIS研究加速度与质量的关系”的实验装置如图a所示。

（1）本实验______（选填“能”或“不能”）在“天宫课堂”完成。

（2）实验中，通过v-t图像的______测得小车加速度；需保持______不变，改变小车上的配重片数量，多次测量。

（3）某同学测得数据后，以小车加速度的倒数为纵坐标，小车上配重片的质量为横坐标，作出如图b所示图像。若钩码的重力为G，小车的质量为M，重力加速度为g，则直线与横轴交点的横坐标为______，直线的斜率为______。

6．（2023届上海市浦东新区高三下学期等级考模拟质量调研（二模）物理试题）某同学用铜片和锌片相隔一定距离平行插入土豆内，制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻，他设计了图（a）所示的电路，电路由土豆电池、电阻箱R、电键S、电压传感器、微电流传感器、导线组成。

（1）图（a）中B为______传感器；

（2）实验测得的路端电压U与相应电流I的拟合图线如图（b）所示，由此得到土豆电池的电动势E＝______V，内阻r＝______；

（3）该同学仅将铜片和锌片插入得更深一些，重复上述实验，则实验得到的U－I图线可能为图（c）中的______（选填“①”、“②”或“③”）；

（4）该土豆电池______（选填“能”或“不能”）使一个“0.4V，28mW”的小电器正常工作。

参考答案：

1．                    C

【详解】（1）②[1]小车做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动规律，得

③[2]小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力，这两个力在垂直斜面方向的合力为零，所以沿斜面方向的力为mgsinα，而斜面高度为h，根据几何关系有

所以有小车受到的合外力为

⑤[3]若加速度与合外力成正比，则

可得

解得

则以h为纵坐标，为横坐标，若作出如图所示的图线，推断出加速度与合外力成正比的结论。

（2）③[4]当改变斜面的倾角，小车所受摩擦力会发生改变，故选C。

2．          B     B     小车与轨道间存在摩擦力

【详解】（1）[1] 小车从A到B有

其中v为B点速度大小，其值为

联立解得

（2）[2] A．本实验采用控制变量法，研究加速度和力的关系时只要保证小车质量不变就行，不需要测量小车质量，A错误。

B．设绳子上的拉力大小为T，小车质量为M，钩码质量为m，在平衡摩擦力的前提下，对小车和钩码有

解得

本实验认为钩码重力大小为绳子拉小车拉力的大小，所以钩码的质量应该远小于小车质量，B正确。

C．本实验采用控制变量法，研究加速度和力的关系时要保证小车质量不变，C错误。

D．轨道光滑的话不需要平衡摩擦力，轨道保持水平，轨道不光滑的话，要使轨道倾斜来平衡摩擦力，D错误。

故选B。

（3）[3]小车做匀加速直线运动，用光电门测出的是挡光过程的平均速度，其等于挡光过程的中间时刻的速度，小于小车实际的末速度。

（4）[4]由图知，当钩码质量大于某值时，小车才有加速度，说明小车与轨道间存在摩擦力，当绳子拉力大于摩擦力时小车才动起来。

3．     位置     平行四边形

【详解】[1][2]在“研究共点力的合成”实验时，根据实验原理可知，需要两次拉伸橡皮筋，两次都要将橡皮筋的结点拉到相同的位置；通过本实验可以验证共点力合成时遵循平行四边形定则。

4．     定位档片或摆锤释放     C组数据不合理，可能原因是摆锤释放位置高于A点或摆锤释放时有初速度     ⑤/摆锤     摆锤释放一次就能测出各点的机械能，完成实验更加方便

【详解】（1）[1]释放位置不同，则上升的最大高度不同，所以通过改变定位档片或摆锤释放的位置来观察摆锤释放后摆起的最大高度与释放时的高度是否相同。

（3）[2]C组数据不合理，可能原因是摆锤释放位置高于A点或摆锤释放时有初速度。

（4）[3][4]挡光片放在运动路径上，则光电门传感器应该安装在⑤摆锤上。这样设计的好处是摆锤释放一次就能测出各点的机械能，完成实验更加方便。

5．     不能     斜率     钩码的重力         

【详解】（1）[1]天宫内部处于失重状态，本实验不能在“天宫课堂”完成。

（2）[2]v-t图像的斜率表示加速度，故实验中，通过v-t图像的斜率测得小车加速度。

[3]本实验研究加速度与质量的关系，实验中需保持钩码的重力不变，改变小车上的配重片数量，多次测量。

（3）[4][5]根据牛顿第二定律得

则

则直线与横轴交点的横坐标为；直线的斜率为。

6．     电压     0.50     1429     ③     不能

【详解】（1）[1]A串联在电路中，测量电流，所以A是电流传感器；B与滑动变阻器并联，测量电压，所以B是电压传感器。

（2）[2][3]根据

U=E-Ir

可知，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，故

E=0.50V

图像的斜率表示内阻，则可知

（3）[4]根据电阻定律

可知，将铜片和锌片插入越深，横截面积越大，土豆的内阻越小。电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，随电极插入的深度增大，电源电动势不变，电源内阻减小，故选③；

（4）[5] “0.4V，28mW”的小电器正常工作的电流为

用电器的电阻为

将该用电器接入电路后电流为

所以不能正常发光。