湖南省各地区2023年高考物理模拟（三模）题按题型分类汇编-02实验题

湖南省各地区2023年高考物理模拟（三模）题按题型分类汇编-02实验题

一、实验题

1．（2023届湖南省永州市高三下学期三模物理试题）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下：

（1）试以l为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线______，并利用此图线求出重力加速度______m/s2（结果保留三位有效数字）。

（2）某同学在某次实验中，将每次测得的周期T及测得的摆长L代入公式计算重力加速度的值，但每次的测定值总是偏大，其原因可能是______ 。

A．计算摆长时，只考虑了摆线的长度，没有加上摆球的半径

B．数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次

C．摆线上端未牢固地固定，振动中出现了松动导致摆线长度变长了

2．（2023届湖南省永州市高三下学期三模物理试题）某物理实验小组看到一则消息：锂硫电池的能量密度高，可使电动汽车的续航从500km提升至1500km，手机一个星期都不需充电。这激起了同学们对电池的研究热情，他们从市场上买来一新款电池，要测量这款电池的电动势E和内阻r，并利用这个电池提供电能测量一未知电阻的阻值，设计了如图甲所示的实验电路。器材如下：

A．待测电池（电动势E、内阻r）

B．待测电阻Rx（约9Ω）

C．电流表A1（量程1A、内阻很小）

D．电流表A2（量程3A、内阻很小）

E．电阻箱（最大阻值99.9Ω）

F．开关一只，导线若干

实验步骤如下：

（1）根据电路图，请在图乙的实物图中画出连线；______

（2）根据记录的电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2，以为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值为横坐标，得到的图像如图丙所示。则由图丙可得待测电阻R=______Ω（结果保留1位小数）；

（3）图丁是以电流表A1的读数为横坐标，以电流表A2的读数为纵坐标得到的图像。利用第（2）的结果，由图可求得E=______V，r=______Ω（结果均保留1位小数）。

3．（【市级联考】湖南省娄底市2019届高三下学期第二次模拟考试理科综合物理试题）某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜面间的动摩擦因数．PQ为一块倾斜放置的木板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)．每次实验时将一物体(其上固定有宽度为d的遮光条)从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.500 m不变．(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同)

(1)用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d＝__________cm；

(2)该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度v，并作出了如图丙所示的v2－h图象，其图象与横轴的交点为0.25．由此可知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝______________；

(3)若更换动摩擦因数更小的斜面，重复上述实验得到v2－h图象，其图象的斜率将______________(填“增大”“减小”或“不变”)．

4．（2023届湖南省郴州市高三下学期第三次教学质量监测物理试题）某物理兴趣小组用电流计G来组装多用电表。已知电流计G的满偏电流内阻约为20Ω。

（1）图甲为测定电流计G内阻的电路图，实验室中有以下器材可供选用：

A．电源E（电动势为1.5V，内阻不计）；

B．电阻箱（阻值范围为0~99.9Ω）；

C．滑动变阻器（阻值范围为0~100Ω）

D．滑动变阻器（阻值范围为0~2000Ω）；

E．开关，导线若干。

虚线框A内应接入___________，虚线框B内应接入___________（均选填器材前的字母）。某次实验时先闭合开关，调节虚线框B内的元件，使电流计G的读数为0.9mA，然后闭合开关，仅调节虚线框A内的元件，当电流计G的读数为0.3mA时，A内元件的阻值为R，则电流计G的内阻为___________，该测量值与电流计G的内阻真实值相比___________（选填“偏大”或“偏小”）。

（2）通过实验测得电流计G的内阻。图乙为一个简易多用电表的内部电路图，电源电动势，内阻。若接线柱0与1之间的量程为0~5mA，则___________Ω；接线柱0与2之间为欧姆挡，则___________Ω时，欧姆挡指针示数为0。一段时间后电源电动势减小，内阻增大，但调节欧姆挡仍能调零，调零后用该电表测得的电阻的阻值与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

5．（浙江省强基联盟2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题）某同学用如图甲所示装置验证小车加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组和F。他们在坐标系中，得到如图乙所示的点。

①关于该实验的说法，下列正确的是(      )

A．实验操作过程中需要平衡摩擦

B．该实验中，钩码的质量需远小于小车质量

C．该实验装置可以用于验证机械能守恒实验

②在实验操作完全正确的情况下，若已知小车的位移为x，小车的质量为M，请写出关于F的函数表达式__________；

③该同学实验后发现图像在横轴上有一正截距，原因可能是__________。

6．（2023届湖南省岳阳市平江县高三下学期三模考试物理试题）利用图甲电路测量某电池的内阻，其中为一段粗细均匀的铅笔芯，笔芯上套有一金属滑环（宽度和电阻不计，与笔芯良好接触并可自由移动）。实验器材还有：标准电池（电动势为，内阻不计），电阻箱（最大阻值为），灵敏电流计（量程为），待测电池（电动势小于，内阻未知），开关3个，刻度尺、导线若干等。

主要实验步骤如下：

a．测量出铅笔芯、两端点间的距离；

b．将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑环使电流计示数为零，测量出此时的长度；

c．改变电阻箱的阻值，重复步骤b，记录下多组及对应的值。

回答以下问题：

（1）步骤a中某同学用50分度游标卡尺测出铅笔芯、两端点间的距离，如图所示，____。

（2）步骤b中，移动滑环使的示数为零．此时电阻箱两端电压__________（用表示）。

（3）利用记录的多组数据，作出图像如图乙，则随变化的关系式为_____（用表示），根据图像可得待测电池的内阻_______。（保留两位有效数字）。

7．（2023届广东省汕头市高三下学期二模物理试题）小晗同学利用图1所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，手机每秒拍摄7张照片并能自动将拍摄到图片进行叠加处理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为10cm。

（1）下列说法正确的是___________。

A．实验所用斜槽应尽量光滑  B．斜槽末端必须保持水平  C．必须无初速度释放小球

（2）图3是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置___________（选填“较低”或“较高”）。

（3）某次拍摄后得到的照片如图2所示，小球做平抛运动的初速度大小___________。

（4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为___________（用斜率k和初速度表示）。

8．（2023届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三下学期第三次高考模拟理综物理试题）在“测量金属丝的电阻率”实验中：

（1）测量一段电阻约为几欧姆金属丝的电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，若电流表内阻约为几十欧姆，量程为0-0.6A或0-3A，电压表内阻约为几千欧姆，量程为0-3V或，用笔画代替导线完成电路连线___________。

（2）合上开关之前，图1中滑动变阻器滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端。

（3）连好电路之后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值，乙同学通过U-I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）

（4）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出I-图像如图3所示。则I-图像斜率k=___________mAm。若要把该表头G改装成量程为6mA的电流表，需要把长为___________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）

9．（河北省石家庄部分重点高中2022-2023学年高三下学期3月质量检测物理试题）某实验小组利用光滑斜直轨道测当地重力加速度。如图甲所示，长为L的光滑直轨道上安装一个光电门，可以测出小球通过光电门的遮光时间，轨道一端与桌面用铰链连接，另一端固定在铁架台上，小球从轨道顶端无初速度释放，毫米刻度尺从零刻度起测量轨道顶端的高度。

（1）测量重力加速度的步骤：

①用刻度尺测出直轨道总长L；

②用游标卡尺测出小球的直径D，读数如图乙，D=__________mm；

③用刻度尺测出轨道顶端到光电门的固定距离s；

④调节轨道顶端在铁架台上的高度h；

⑤从导轨顶端无初速度地释放小球，测量小球经过光电门的时间t；

⑥多次重复上述步骤④⑤，记录h、t数据组；

⑦根据测得的数据，作出了图像如图丙所示，根据图像，求得当地重力加速度g=_______________。（用图中字母及测量的物理量符号表示）

（2）若光电门的遮光位置到轨道平面的高度略大于小球的半径，侧会导致重力加速度的测量值____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）

10．（2023届湖南省邵阳市高三下学期三模物理试题）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一个2.5Ω的保护电阻，实验电路如图（a）所示。

（1）连好电路后，当该同学闭合开关，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________________。

（2）按电路原理图（a）及用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图在图（b）上以画线代导线补充完整________________。

（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测定下列数据，根据数据在下面坐标图中画出U-I图_____，由图知：电池的电动势为________V，内阻为________Ω。

11．（2023届湖南省株洲市高三下学期适应性模拟考试（三模）物理试题）频闪照相是研究运动的常用手段，频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置。

（1）某同学做该实验时事先没确定竖直方向，如图甲所示，已知为相邻的三个拍照点，试帮助该同学确定竖直方向（方向）______。

（2）如图乙是小球做平抛运动的频闪照片，图中小方格的边长，那么小球平抛的初速度大小______，经B点合速度大小_________。（结果均保留两位有效数字，取）

12．（2023届湖南省株洲市高三下学期适应性模拟考试（三模）物理试题）小明同学设计了一个测电梯加速度的装置，具体原理图如图甲所示。

实验器材有：

直流电源（电动势E=4.5V，内阻r=0.5Ω）；

理想电压表V（量程为3.0V）；

限流电阻R0=9.5Ω；

竖直固定的滑动变阻器R（总长l=10.0cm，总阻值R=20.0Ω）；

电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定质量不计的秤盘且通过甲连杆与滑动变阻器R的滑片连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k=103N/m，且可认为不受电流的影响）；

开关S以及导线若干。

重力加速度g取10m/s2，不计其他阻力。

（1）实验步骤如下：

①电梯静止时，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器R的最上端，电压表的示数均为零。

②电梯匀速上升时，在托盘中轻轻放入一个物块，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器R的滑片恰好处于中间，则物块的质量m=______。

（2）电梯运行过程中，当电压表示数为2.25V且保持稳定时，电梯的运动情况可能是______。（填标号）

A．电梯以5m/s2的加速度向上加速            B．电梯以2.5m/s2的加速度向上加速

C．电梯以2.5m/s2的加速度向下加速        D．电梯以5m/s2的加速度向下减速

（3）小王同学用小明的器材设计了另一种方案，方案电路如图乙所示，在托盘中轻轻放入同一个物块，当电梯匀速运动时，电压表的示数为______。

（4）经分析小明的方案更为合理，原因是______。

参考答案：

1．          9.50（9.409.65均可）     B

【详解】（1）[1]根据图表中数据描点连线可得图线如下图所示

[2]单摆的周期公式

可得

所以斜率是，即

代入图线中数据可知

（2）[3]A．计算摆长时，只考虑了摆线的长度，没有加上摆球的半径会导致摆长偏小则重力加速度测量值偏小，故A错误；

B．数摆动次数时，在记时的同时，就开始数1，误将29次全振动记成了30次，会导致周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大，故B正确；

C．摆线上端未牢固地固定，振动中出现了松动导致摆线长度变长了，则记录值比实际偏小使重力加速度测量值偏小，故C错误。

故选B。

2．          10.0     14.3     5.3

【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示：

（2）[2]电流表A1测通过Rx的电流，电流表A2测干路电流，同时R与Rx并联，则由欧姆定律可得

整理得

结合丙图可知，纵轴的截距为1；根据图中数据可知，图线的斜率为

根据公式可知，此时的斜率即为Rx的阻值，即Rx的值为10.0Ω。

（3）[3][4]由题意及全电路欧姆定律可得

变形可得

即

解得

r=5.3Ω

E=14.3V

3．     0.225     0.5     不变

【详解】（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，则读数为：；

（2）设斜面的长为s，倾角为，由动能定理得：

即：，

由图象可知，当时，，代入得到：；

（3）由知斜率为定值，若更换动摩擦因数更小的斜面，图象的斜率不变．

4．     B     D     2R     偏小     5.0     295.5     偏大

【详解】（1）[1]根据电路图可知，该电路采用半偏法测量电流计G的内阻，则虚线框A内应接入可读出阻值的变阻箱，即接入B；

[2]电流计G满偏时，电路总电阻为

故虚线框B内应接入滑动变阻器，即接入D；

[3]某次实验时先闭合开关，调节虚线框B内的元件，使电流计G的读数为0.9mA，然后闭合开关，仅调节虚线框A内的元件，当电流计G的读数为0.3mA时，A内元件的阻值为，由于滑动变阻器接入电路阻值远大于电流计G的内阻，可认为电路总电流保持不变，则有

解得则电流计G的内阻为

[4]考虑闭合开关后，由于变阻箱的并联，使得电路总电阻变小，电路总电流增大，则有

可得

可知电流计G的内阻测量值与电流计G的内阻真实值相比偏小。

（2）[5]若接线柱0与1之间的量程为0~5mA，则有

解得

[6]接线柱0与2之间为欧姆挡，欧姆挡指针示数为0时，根据闭合电路欧姆定律可得

解得

[7]一段时间后电源电动势减小，内阻增大，但调节欧姆挡仍能调零；变化前，欧姆调零时有

变化后，欧姆调零时有

设测量时电路电流为，则有

可得

由于电源电动势减小，则有

可得

可知调零后用该电表测得的电阻的阻值与真实值相比偏大。

5．     A          平衡摩擦不足或没有平衡摩擦

【详解】①[1]A．实验中以F作为小车的合力，需要平衡摩擦力，故A正确；

B．该实验中是以F作为小车的合力，可以由弹簧测力计直接读出，不需要钩码的质量远小于小车质量，故B错误；

C．实验中平衡摩擦力后，除了重力对小车做功外，还有摩擦力和拉力对小车做功，所以该实验装置不能用于验证机械能守恒实验，故C错误。

故选A；

②[2]小车的末速度为

位移速度关系式为

牛顿第二定律为

联立可得

③[3]如果图像在横轴上有一正截距，说明拉力达到一定的值之后，小车才开始运动，所以有可能是平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦。

6．     41.20               1.5

【详解】（1）[1]游标卡尺读数为

（2）[2]由于电流计示数为零，则标准电池与铅笔芯、待测电池与电阻箱分别组成两个相对独立的电路，且，对标准电池与铅笔芯组成的回路，由闭合电路欧姆定律可知

（3）[3]对待测电池与电阻箱组成的回路，由闭合电路欧姆定律可知

则有

变形可得

[4]由图像可得纵截距为

斜率为

解得

7．     B     较高     2.8    

【详解】（1）[1]A．实验所用斜槽不需要尽量光滑，A错误；

B．斜槽末端必须保持水平，使物体做平抛运动，B正确；

C．本实验使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，故无须静止释放小球，C错误。

故选B。

（2）[2]由图像可知两小球做平抛运动下落相同高度时，图线①水平位移更大，故图线①所对应的小球初速度较大，在斜槽上释放的位置较高；

（3）[3]由频闪照片可得，小球在竖直方向相邻位移之差

根据匀变速直线运动特点可得

由水平分运动，可得

（4）[4]根据平抛运动规律可得

，

联立可得

可知图像的斜率为

当地的重力加速度表达式为

8．     见解析     左     乙     2.3     0.40

【详解】（1）[1]由题中条件可知

则电流表应采用外接法，电路中最大电流为

故电流表应选量程0-0.6A，实物图连线如图所示

（2）[2]合上开关之前，为保护电路，测量电路中的电流应最小，故图1中滑动变阻器滑片应置于最左端；

（3）[3]利用图像处理数据，误差更小，两种求电阻的方法更合理的是乙；

（4）[4]根据图像可知，斜率为

由图像可知6mA电流对应的横轴坐标为

解得

9．     6.3          偏大

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以图中小球的直径为

[2]根据匀变速直线运动的规律

解得

由图可知图线斜率

所以

（2）[3]小球实际遮光长度小于小球直径，所以测得的通过时间小于实际小球通过时间，使得测得数据在图像中的斜率偏小，所以根据，可知测得重力加速度偏大。

10．     R断路               1.46/1.47/1.48/1.49/1.50/1.51/1.52/1.53/1.54/1.55     0.47/0.48/0.49/0.50/0.51/0.52/0.53/0.54/0.55

【详解】（1）[1]把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，说明此时电压表与电源相连，因此可确定其他部位都是完好的，只能是断路了。

（2）[2]根据电路图，先将电压表的正接线柱用导线连接后接在滑动变阻器左下端接线柱上，再将电压表的负接线柱用导线连接后接在开关右端接线柱，然后将多用电表的红表笔一端接与滑动变阻器的左下接线柱连接，黑表笔一端与电流表的正接线柱相连，实物连接图如下所示

（3）[3]作图时，让尽可能多的点落在图线上，不能落在图线上的点，则需让这些点尽量均匀的分布在图线的两侧，点迹一定要用平滑的直线连接，做出的图像如下图所示

[4][5]图像与纵轴的交点的纵坐标表示电源的电动势，读图可知，图像与纵轴的交点的纵坐标大概为，则可知电源的电动势为；图像斜率的绝对值表示电源的内阻与定值电阻之和，根据图像可得

解得

11．     连接AC线段取其中点O，然后连接OB两点，OB两点所在直线即为竖直方向     2.5     3.9

【详解】（1）[1]根据题意可知，连接AC线段取其中点O，然后连接OB两点，OB两点所在直线即为竖直方向。

（2）[2][3]根据图乙可知，相邻点迹之间的水平距离相等，即相邻点迹之间的时间间隔相等，根据解得

则小球平抛的初速度为

结合上述可知，小球经B点竖直分速度大小

结合上述可知，经B点合速度大小

12．     5kg     AD/DA     2.25V     加速度与电压表示数成线性关系

【详解】（1）[1]对物块分析

代入数据得

（2）[2]当电压表的示数为2.25V时，与电压表并联部分电阻阻值为15Ω，弹簧压缩量为7.5cm，对物块分析

求得

，方向竖直向上

故选AD。

（3）[3]小王方案中，电梯匀速运动时弹簧压缩量为5cm，接入电路阻值为10Ω，故电压表示数为2.25V．

（4）[4]小明方案中，加速度与电压表示数成线性关系。