湖南省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题

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湖南省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题 一、实验题1．（2022届山东省济南市山东师范大学附属中学高三（上）开学考试物理试题）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如①固定好手机，打开录音功能；②从一定高度由静止释放乒乓球；③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。碰撞次数1234567碰撞时刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据，回答下列向题：（1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起瞬间的速度大小为_____（保留2位有效数字，当地重力加速度）。（2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的______倍（用k表示），第2次碰撞过程中______（保留2位有效数字）。2．（浙江省杭州二中、温州中学、金华一中、绍兴一中四校2022-2023学年高三上学期联考物理试题）某小组测量某金属细杆（如图甲）的电阻率，应用了学生电源E、定值电阻、电压表和、电阻箱R等器材，操作步骤如下：（1）用刻度尺测量金属细杆的长度L，用游标卡尺在不同部位测量金属环横截面的直径D，读数如图乙所示，示数为______cm；（2）按图丙连接电路，a、b间器件表示金属环，闭合开关，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的读数，绘制出丁图，可计算出金属环的阻值______，用L、D、表示出该金属环的电阻率______；（3）从系统误差角度看，由丁图计算出的阻值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。  3．（2023届湖南省永州市高三第二次适应性考试（二模）物理试题）某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，用量角器测出气垫导轨的倾角θ；②测量挡光片到光电门的距离s；③由静止释放滑块，记录数字计时器显示挡光片的挡光时间t；④改变θ，测出不同θ所对应的挡光时间t。根据上述实验步骤请回答：（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度时的结果如图所示，则挡光片的宽度d=___________mm。（2）滑块通过光电门时速度的表达式v=___________（用实验中所测物理量符号表示）。（3）根据实验测得的多组θ、t数据，可绘制图像，图像的纵坐标为sinθ，横坐标为，如果滑块下滑过程符合机械能守恒定律，则图像应为过原点的一条倾斜直线，其斜率为___________（用d、s、g表示）。4．（2023届湖南省永州市高三第二次适应性考试（二模）物理试题）某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径d，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度L及电阻率。（1）用螺旋测微器测元件的外径D。（2）用多用电表测出其阻值，多用电表的“Ω”挡有“”、“”、“”和“”四挡，选用“”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图乙所示，则该元件的电阻为___________Ω。（3）为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：A．电流表（量程3A，内阻约为0.1Ω）B．电流表（量程150mA，内阻约为20Ω）C．电流表（量程30mA，内阻）D．滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）E．直流电源E（12V，内阻不计）F．导电元件G．定值电阻，H．开关一只，导线若干请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。(          )（4）实验测得的数据如下表：序号123455.59.015.320.024.927487810012721.539.062.780.0102.1根据表格数据在上面坐标系中做出I1-的图像_________，可得该元件电阻的测量值为___________Ω（保留3位有效数字）。若测得该元件的电阻为Rx，则可得到该元件的内径d。（5）若实验室提供的定值电阻的实际阻值比标称值略小，则由此测得的内径d与真实值相比___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。5．（广东省广州市执信中学2022-2023学年高三下学期开学测试物理试题）某研究性学习小组利用含有刻度尺的气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门，滑块上固定一遮光条，光电门可以记录遮光条通过光电门的时间，用天平测出滑块（含遮光条）的质量，接通气源后部分操作过程如下：（1）图2中用螺旋测微器测出遮光条宽度d=___________mm；（2）取下钩码和细线，轻推滑块使其依次通过光电门1和光电门2，通过的时间分别为、，如果，说明___________端较高（填“A”或“B”），此后通过调节让气垫导轨水平；（3）用细线跨过定滑轮连接滑块和质量为m的钩码，释放滑块，两个光电门记录的时间分别为、，已知重力加速度为g，滑块（含遮光条）的质量为M，遮光条宽度d，要验证机械能守恒还需要测量的物理量是___________（写出物理量的名称及符号）；（4） 若上述物理量满足___________关系式，则表明在上述过程中，滑块及钩码组成的系统机械能守恒（用第（3）问中的物理量符号表示）。6．（2023届湖南省张家界市高三下学期模拟物理试题）传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图甲所示，压力F在0~200N范围内时图线为直线。先利用如图乙所示的电路，测量F＝0时压敏电阻的阻值R，再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。主要器材如下：压敏电阻R（F＝0时，阻值在90~110Ω之间）电源（电动势E＝12V，内阻不计）电流表（量程10mA，内阻）电流表（量程50mA，内阻约为100Ω）定值电阻滑动变阻器R2开关、及导线若干请完成下列问题：（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与______（选填“a”或“b”）点连接；（2）滑动变阻器有两种规格，本实验中应选择______的；A．最大阻值为20ΩB．最大阻值为100Ω（3）闭合开关、，调节滑动变阻器接入电路部分的阻值从最大值逐渐减小，电流表读数为40mA时，电流表读数为8.0mA，可知______Ω；（4）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记F＝0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为______Ω。保持滑动变阻器阻值不变，当压力F＝160N时，电流表示数为______mA。7．（2023届湖南省岳阳市高三下学期教学质量监测物理试题（二））有两个同学利用假期分别去参观位于北京和广州的物理实验室，各自探究了“单摆的周期与摆长的关系”。（1）单摆振动的回复力是___________。A．摆球所受的重力B．摆球重力在垂直摆线方向上的分力C．摆线对摆球的拉力D．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力（2）用游标卡尺测量小球直径如图甲所示，其读数为___________mm。（3）两位同学测量出A、B两个单摆的多组周期、摆长的数值后，用计算机绘制了A、B的图像如图乙所示，并绘制了A、B两个单摆的某次振动图像（如图丙），由此可知，两单摆摆长之比___________。8．（2023届湖南省岳阳市高三下学期教学质量监测物理试题（二））某实验小组同学利用电流表和电压表测定由一节干电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。现有开关和导线若干，以及如下器材：A．电流表A：量程0~0.6A，内阻约为B．电压表V：量程0~3V，内阻约为C．滑动变阻器D．滑动变阻器（1）为了操作方便，尽量减小实验误差，滑动变阻器应选用___________（填器材前的字母）。（2）甲同学记录了6组数据，对应的点已经标在图乙坐标纸上，请在图中坐标纸上画出图线______。（3）根据所画图线可得出干电池的电动势___________V，内电阻___________（结果均保留到小数点后两位）。（4）下图中的实线为甲同学根据测量数据绘制的图线，虚线为在没有系统误差的情况下，通过电源电流与电压表两端电压的关系的图线，下面四幅图中能够正确反映两者关系的是___________。A． B．C． D．9．（2022届广东省深圳市光明区高三（上）第一次调研考试物理试题）某实验小组采用如图甲所示装置测量物块与水平木板间的动摩擦因数，实验步骤如下：（1）轻质弹簧一端固定，另一端栓接小物块，点为弹簧在原长时物块的位置。先将装置竖直放置，小物块平衡时，位于点，如图乙所示。（2）再将装置水平放置，并将小物块从点由静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达点，如图甲所示。用刻度尺测得、两点到点的距离分别为、，且，用天平称得小物块质量为。已知重力加速度为，则弹簧的劲度系数__________；若弹簧弹性势能表达式为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），则物块与水平木板间的动摩擦因数为____________。（以上两空均用题中已知物理量的字母表示）（3）若小物块质量测量数值比真实值偏小，则测得动摩擦因数与真实值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。10．（2022届河北省邯郸市高三（上）开学摸底考试物理试题）随着传感器技术的不断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。（1）先使开关K与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带______电；（2）然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的、曲线，如图乙所示；（3）由图乙可知，电容器充满电的电荷量为______，电容器的电容为______；（保留两位有效数字）（4）若将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，把开关K掷向2端电容器放电，请在图乙的左图中定性地画出曲线。(      )11．（2023届湖南省衡阳市高三下学期第二次联考（二模）物理试题）（1）某同学在用单摆测量重力加速度实验时，测量摆长。用米尺测得摆线长度为，用游标卡尺测得小铁球的直径如图甲所示，则摆球的直径为___________。（结果保留两位小数）（2）用停表测量单摆的周期。把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，当单摆稳定时，摆球到达___________（选填“最高”或“最低”）点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时记一次数，当数到100次时，如图乙所示，所用的时间为___________，则单摆的周期为___________。（3）他计算得出的重力加速度为___________，比实际测量的重力加速度要大，其原因是___________。A．摆球太重                        B．摆角太小C．开始计时时停表过迟按下       D．实验中全振动次数记少了12．（2023届湖南省衡阳市高三下学期第二次联考（二模）物理试题）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。（1）开关改接2后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向______（选填“自上而下”或“自下而上”）。实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”“不变”或“增大”）。（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______μF。
参考答案：1．     1.96          0.95【详解】（1）[1]由表可知从第3次碰撞到第四次碰撞用时0.4s，则碰后弹起的时间为0.2s，根据匀变速直线运动位移与时间关系，有（2）[2][3]设碰撞后弹起瞬间的速度为，该次碰撞前瞬间速度大小为，则碰撞后的动能为，该次碰撞前的动能为，所以每次碰撞损失的动能为，则碰撞前后动能的比值为第3次碰撞前的速度第3次碰撞后的速度所以2．     1.07     2.6          大于【详解】（1）[1]游标卡尺的分度值为0.1mm，根据游标卡尺读数规则可得，示数为10mm+7×0.1mm=10.7mm=1.07cm（2）[2]由题意及电路图可得 图线斜率即为金属环的电阻大小，即 [3]由题意可得，金属环的电阻率为 （3）[4]由上述电路图分析可得，由丁图计算出的电路金属环两端的电压准确，通过的电流比真实值小，忽略了电压表V1的电流，因此由丁图计算出的阻值大于真实值。3．     2.8          【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，由图可知，游标卡尺的主尺读数为2mm，游标读数为0.1×8mm=0.8mm，所以挡光片的宽度为（2）[2]由于挡光片通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，所以滑块通过光电门时速度为（3）[3]如果滑块下滑过程符合机械能守恒定律，则应有所以由此可知，图像应为过原点的一条倾斜直线，其斜率为4．     100               99.0/99.1/99.2/99.3/99.4/99.5/99.6/99.7/99.8/99.9/100/101     偏大【详解】（2）[1]当选用“×100”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明流过电表的电流较大，则待测电阻阻值较小，故需改用“×10”挡进行测量，由图可知，该元件的电阻为（3）[2]由于实验器材中没有电压表但电流表A3内阻已知，且电流表A3能测最大电压为Umax比电源电动势小很多，故需选择一个定值电阻与其串联，由所以选择R2与A3串联改装成电压表；又由于滑动变阻器的总阻值比待测电阻小，为了多测量数据而减小误差，则滑动变阻器应用分压式；由于电源电动势只有12V，待测电阻阻值约为100Ω，故A1电流表量程过大，选A2做电流表比较合适；由于电流表A2的内阻未知，故采用外接法，电路图如图（4）[3]将数据表中I1和的数据在坐标系中描点，并连成一条直线，让尽可能多的点在直线上，其余点分布直线两侧，可得到一条过原点的斜线，如图[4]由欧姆定律由图像求得图像斜率为所以该元件电阻的测量值为（5）[5]由电阻定律有 解得若R2电阻的实际阻值比标称值略小，由可知测出的Rx阻值也偏大，所以测出的内径d偏大。5．     3.700     B     两光电门间的距离x     【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为（2）[2]如果，说明滑块做加速运动，即B端较高。（3）[3]要验证机械能守恒，还需要测得滑块从光电门1运动到光电门2的过程中钩码下降的高度，这个高度等于光电门1到光电门2的距离x。（4）[4]如果滑块及钩码组成的系统机械能守恒，则钩码减少的重力势能应等于系统增加的动能，即6．     a     B     100     140     30【详解】（1）[1]导线c端应接a，和定值电阻串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，和的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因的内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。（2）[2]F＝0时，滑动变阻器若选择最大阻值为20Ω的，全部接入电路时，电路总电阻则干路电流约为超过的量程，所以应选择最大阻值为100Ω的滑动变阻器，即选B，以确保安全。（3）[3]闭合开关、，当两电流表、的示数分别为、时，有（4）[4]断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，有可得[5]R－F图像的斜率为由线性关系知当压力F＝160N时，R＝260Ω，电流表示数为7．     B     10.60     【详解】（1）摆球所做运动为圆周运动的一部分，对摆球受力分析可知，重力沿摆线方向的分力与摆线对摆球的拉力的合力为摆球做圆周运动提供向心力，重力垂直于摆线方向的分力为单摆的回复力，故B正确，ACD错误。故选B。（2）由图可知，游标卡尺分度值为0.05mm，主尺读数为10mm，游标尺第12刻线与主尺刻线对齐，所以游标卡尺读数为（3）根据单摆周期公式可得由单摆的图像可知，A、B两个单摆所对应直线的斜率之比为由单摆的振动图像可知，A、B两个单摆的振动周期相等，所以有8．     C          1.48/1.49/1.50/1.51/1.52     1.12/1.13/1.14/1.15/1.16     A【详解】（1）[1]本题测量的是一节干电池的电源电动势和内阻，内阻比较小，为了调节方便，所以选择电阻较小的滑动变阻器，故选C。（2）[2]把尽量多的点用平滑的直线连接，如图所示（3）[3]由图可知，干电池的电动势内电阻（4）[4]由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小，但当电压为零时，电压表的内阻对测量没有影响，实线和虚线重合。故选A。9．               相等【详解】（1）[1]小物块平衡时，恰好位于点解得[2]由能量守恒解得（2）[3]表达式与无关，所以测得动摩擦因数与真实值相等。10．     正     （均可）     （均可）     【详解】（1）[1] 电容器上极板与电源正极相连，充满电后上极板带正电；（3）[2]图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为图中总共约14小格，所以电容器充满电的电荷量为[3] 电容器充满电后电压为8V，则电容器的电容为（4）[4] 将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，放电电流会减小，电量不变，时间会延长，图像如下图所示。11．          最低               /10.4     C【详解】（1）[1]单摆的摆球直径为（2）[2][3][4] 当单摆稳定时，摆球到达最低点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时记一次数，当数到100次时，如图乙所示，所用的时间为1分37.5秒，单摆全振动次数为50次，故单摆的周期为。（3）[5]根据单摆周期公式解得[6] AB．值大的原因就在于周期值比实际的要小，与摆球质量、摆角无关，故AB错误；C．开始计时时停表过迟按下，使记录时间变小，次数不变，故周期变小，值比实际测量的重力加速度要大，故C正确；D．实验中全振动次数计少了，记录时间不变，则周期变大，值比实际测量的重力加速度要小，故D错误。故选C。12．     放电     由下到上     不变     【详解】（1）[1]当开关接2时，电容器相当于电源，进行的是放电过程；[2]开关接1时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正电，下极板带负电，可知开关接2时，电容器相当于电源，上极板相当于电源的正极，故电流由下到上；[3]曲线与坐标轴所围成的面积为电容器充电完成后所带电荷量，只减小电阻，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。（2）[4]根据电容器电容的定义解得μF