陕西省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-02实验题

陕西省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-02实验题

一、实验题

1．（2022年全国统一高考山东卷物理试题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；

②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；

④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。

（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。

（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。

2．（2023届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题）（1）在“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图所示，其读数为______mm；

（2）测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为10Ω，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验过程中要求从零开始测量多组数据，实验室能够提供的实验器材有：

A．电流表，量程为0~300μA，内阻

B．电流表，量程为0~0.3A，内阻约

C．定值电阻

D．定值电阻

E.滑动变阻器，最大阻值为5Ω

F.滑动变阻器，最大阻值为100Ω

G.电源E=3V，内阻r=0.5Ω

H.开关一只，导线若干

回答下列问题：

①正确选择实验器材，定值电阻应选_____，滑动变阻器应选_____；（填写元器件前的字母代号）

②画出电阻测量的实验电路图：_____

③根据上述实验电路图连接电路，记录多组实验数据，并以电流表读数为横轴。电流表读数为纵轴做图像，由图像可求出其斜率为k，则金属丝的电阻R=_____。（用题中所给物理量符号表示）

3．（山西省太原五中2019-2020学年高三上学期10月段考物理试题）在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm．（g取9.80m/s2）

①根据以上直接测量的物理量得小球初速度为v0=______（用题中所给字母表示）

②小球初速度的测量值为______m/s．（保留两位有效数字）

4．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）某同学打算用学过的电学实验知识，测量家中玩具小车所用电池组的电动势和内阻。

（1）选择合适的仪器按照图（a）实验时发现，大范围移动滑动变阻器滑片，电压表的示数变化都不明显，出现该现象的主要原因是______。（单选，填正确答案标号）

A．电压表分流        B．电池内阻较小

C．滑动变阻器最大阻值较小    D．电流表内阻较小

（2）为了解决这一问题，需要将一个定值电阻接入电路，请你帮助他用笔代替导线在图（b）中完成电路________。

（3）用改进后的电路重新做了多组实验，实验数据如下表，其中第4组电流表读数如图（c）所示，电压表读数如图（d）所示，则I=______A，U=______V。

按表格中数据在图（e）所示的坐标纸上画出第4组点，并连线，做出电源的U—I图像_______。

（4）根据图像求出该电池电动势E=______V（保留3位有效数字），内阻r=______Ω。（保留2位有效数字）。

5．（2022届陕西省西安市西工业大学附属中学高三（下）第六次适应性训练理综物理试题）（1）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）

实验时，一定要进行的操作是___________。

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）。

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_________。

6．（2020届四省部分学校高三模拟考试理综物理试题（河南、广东、湖南、湖北））某实验小组欲将一量程为2V的电压表V1改装成量程为3V的电压表，需准确测量电压表V1的内阻，经过粗测，此表的内阻约为2kΩ。可选用的器材有：

电压表V2(量程为5V，内阻为5kΩ)

滑动变阻器R1(最大值为100Ω)

电流表(量程为0.6A，内阻约为0.1Ω)

电源(电动势E=6V，内阻不计)

定值电阻R(阻值已知且满足实验要求)。

图甲为测量电压表V的内阻实验电路图，图中M、N为实验小组选用的电表。

(1)请选择合适的电表替代M、N，按照电路图用线条替代导线连接实验电路_____；

(2)实验电路正确连接，调节滑动变阻器，M表的读数为Y，N表的读数为X，请用两表的读数和定值电阻R表示电压表V1的内阻__________；

(3)改变滑动变阻器滑片的位置，得到多组M表和与之对应的N表的读数，建立直角坐标系，通过描点作出M表(纵坐标)和与之对应的N表的读数(横坐标)的函数图象。若使M表和N表可同时达到满偏，则函数图象的斜率约为_______；(结果保留2位有效数字)

(4)若测得电压表V的内阻准确值为R0，则将此表改成量程为3V的电压表需______(选填“串”或“并”)联电阻的阻值为__________。

7．（2023届山东省淄博市高三上学期一模物理试题）图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：

（1）利用游标卡尺测量取水器出水管内径d，如图乙所示，应利用游标卡尺________部分进行测量（选填图乙中的字母代号），读数为________mm；

（2）调节取水器管口方向，使取水器启动后水从管口O点水平射出，如图丙所示；

（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图丙所示；

（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图丙可以计算水从管口O点喷出时的初速度________（用L、g进行表示）；

（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量________（用L、g、d进行表示）。

8．（2023届陕西省西安市西咸新区高三下学期第一次模拟考试理综物理试题）某实验小组在拆解智能手机的内部结构时，发现其内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势为4.50V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，小组成员想利用身边有限的仪器，设计方案对其进行测量。

A．待测手机电池

B．电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）

C．电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）

D．电阻箱（阻值范围0~99.99Ω）

E．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）

F．电阻箱（阻值范围0~9999Ω）

G．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流0.2A）

H．滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，额定电流0.2A）

I．滑动变阻器（阻值范围0~1000Ω，额定电流0.2A）

J．开关、导线若干

（1）实验室所提供的电表的量程都不够大，需要进行改装才能使用。

①如果将电流表量程扩大5倍，则应并联一个阻值为________Ω的电阻，将改装后的电流表记为A。

②为满足测量电动势的需要，需要将电压表的量程扩大为0~4.50V，小组成员采用了以下的操作：按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将接b，将的滑片移至最上端，将电阻箱调为零，闭合，断开，适当移动的滑片，使电压表示数为3.00V；保持接入电路中的阻值不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开。

③小组成员按图乙所示的实验电路完成了该实验，滑动变阻器应选________，电阻箱应选________。（均填写器材前面字母标号）

（2）用改装好的电表测该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱的阻值不变，开关接a，闭合、，从下到上移动的滑片，读出电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）的读数U和电流表（改装后的电流表A）的读数I，并作出图像如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留三位有效数字）

参考答案：

1．     12     0.20     0.13

【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有

Δx = 5.00cm，F = 0.610N

根据胡克定律

计算出

k ≈ 12N/m

（2）[2]根据牛顿第二定律有

F = ma

则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有

则滑块与加速度传感器的总质量为

m = 0.20kg

（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为

m′ ≈0.33kg

则待测物体的质量为

Δm = m′ - m = 0.13kg

2．     1.605/1.604/1.603     D     E         

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为

（2）①[2]本实验采用伏安法测电阻，需要改装一个量程为3V的电压表，此时电流表A1需要串联一个电阻，串联电阻的阻值为

故选D。

[3]实验过程中要求从零开始测量多组数据，故滑动变阻器接入电路时应选择分压式，滑动变阻器最大阻值应该选小的，故选E。

②[4]本实验应采用分压、外接，故电路图如下

[5]由欧姆定律，可得

整理可得

故图像斜率为

解得

3．     x     1.0

【详解】①[1]竖直方向：小球做匀加速直线运动，根据推论△x=aT2得

y2-y1=gT2

得：T=

水平方向：小球做匀速直线运动x=v0T，则有

v0==x

②[2]x=10.00cm=0.1m，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm；

将数据代入公式：

v0=x=0.1×m/s=1.0m/s

解得

v0=1.0m/s

4．     B          0.34     1.61          2.94/2.95/2.96/2.97/2.98/2.99     0.89/0.90/0.91/0.92/0.93

【详解】（1）[1]由题意可知，大范围移动滑动变阻器滑片，电压表的示数变化都不明显，根据

U=E-Ir

可知

说明U-I图像斜率较小，则出现该现象的主要原因是电源内阻较小，故选B；

（2）[2]电路连接如图；

（3）[3][4]电流表最小刻度0.02A，则读数I=0.34A，电压表最小刻度为0.1V，则读数U=1.61V。

（4）[5]图像如图

（5）[6][7]由图可知电源电动势

E=2.95V

内阻

5．     BCD     1.3    

【详解】（1）[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AE错误；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；

D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确。

故选BCD。

（2）[2]由于两计数点间还有两个点没有画出，计数点间的时间间隔

由

可知，加速度为

（3）[3]由于

则有

对图来说，有

故小车质量为

6．               2.5     串    

【详解】(1)[1]将一量程为2V的电压表V1改装成量程为3V的电压表，应将定值电阻与电压表V1(N)串联，为测量电压表V1的内阻，再将电压表V2(M)并联到电压表V1和定值电阻两端，电路如图

(2)[2]根据欧姆定律可得，M表（纵坐标）和与之对应的N表的读数（横坐标）的函数关系为

(3)[3]Rv1约为2kΩ，而电路分压需要5V，Rv1分到电压为2V，故要求R分压为3V，电阻约为3kΩ，图象斜率约为

(4)[4][5]将电压表改装成大量程的电压表时应串联电阻分压，根据串联电路规律可知，串联电阻应分1V电压即为电压表V1的一半，串联电路中电流相等，则串联电阻应为电压表V1的一半即为。

7．     A     5.5         

【详解】（1）[1]测量取水器出水管内径，使用游标卡尺内径抓测量，故选A部分测量。

[2]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为

（4）[3]根据水柱上的三个点a、b、c，水平距离相等可知每两个点间的时间间隔相等，根据逐差法可知时间间隔为

故水从管口O点喷出时的初速度

（5）[4]取水器取水时的流量

8．     0.25     2.00     H     F     4.20     1.90

【详解】（1）[1] 电流表量程增加4倍，则量程变为，由改装电表知识可知

解得

 [2] 由图乙可知，接b，电压表支路与上端并联，接通电路前要保证其分压为0，故滑片应移至最上端；电压表示数为且保持接入电路中的阻值不变时，电压表和电压之和可认为始终等于，当电压表示数为时，说明两端电压为，由串联电路电压分配原理可得，此时的电阻为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大为1.5倍，即。

[3]滑动变阻器阻值过大，不方便调节，G滑动变阻器即使取最大阻值接入电路，也会超过其额定电流，故选H。

[4]由实验步骤可知电压表要扩大量程为，则串联的电阻箱的阻值应调节为电压表内阻的，即电阻箱的阻值要能够调到，故选择F。

（2）[5] [6]根据闭合电路欧姆定律可知

其中

整理得

对照图像可得

解得