河北省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-02实验题

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河北省各地区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．（2023届河北省沧州市高三调研性模拟考试（一模）物理试题）某高中物理兴趣小组设计了如图所示的装置来验证动量守恒定律。一长木板固定在水平桌面上，木板左端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，长木板右端伸出桌面，右端点为。半径为的圆弧竖直放置在水平地面上，圆心为长木板右端点。缓慢推动质量为的小球a，将弹簧从原长位置压缩至点，释放后小球从木板右端点水平抛出，落至右侧圆弧上。再把质量为、半径与小球a相同的小球b静止放在点，小球a压缩弹簧后仍从点释放，与小球b相碰后，两球分别落至右侧圆弧上。多次重复实验，得到两球落在圆弧上的三个平均位置分别为、、。测得长木板右端点与、、三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、。已知小球半径远小于圆弧半径。（1）关于该实验，下列说法正确的有___________。A．小球a的质量必须大于小球b的质量B．长木板必须做到尽可能的光滑C．长木板必须水平放置D．需测出圆弧半径的具体数值（2）若小球a第一次在圆弧上的落点为，则小球b在圆弧上的落点为上图中的_________点；验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________（从题给、、、、、、中选择需要的物理量表示）。2．（2023届河北省沧州市高三调研性模拟考试（一模）物理试题）传感器和计算机、通信技术成为现代信息技术的三大基础，被公认为是物联网的核心技术，将改变现在和未来的世界。压敏电阻是制造压力传感器的一种核心元件，小李同学利用压敏电阻自制了一台电子秤，电路图如图甲所示。所用压敏电阻的阻值与所受压力的大小之间的关系如图乙所示，压力在以内时图线为直线。制作电子秤首先需要精确测量不受外界压力时压敏电阻的阻值，然后根据所学电路知识在电流表刻度处标记相应的压力值，即可制成一台电子秤。所用器材如下：压敏电阻（不受外界压力时，阻值在之间）恒压电源（输出电压恒定，电动势）电压表V（量程，内阻约为）电流表A（量程50mA，内阻）滑动变阻器（阻值范围）开关、及导线若干请完成下列问题：（1）为了尽量准确测量，电路中点应与____________（填“”或“”）点相连。（2）闭合开关、，将滑动变阻器接入电路部分的阻值从最大值逐渐调小，当电流表A的示数为时，电压表V的示数为，则________。（3）断开开关，调节滑动变阻器，使电流表A满偏；并在此处标记压力值为零。令滑动变阻器阻值保持不变，在电流表A的25mA刻度处应标记压力值为___________N。3．（2023届河北省张家口市高三下学期一模物理试题）小明和小强在一个固定的冰质半球上玩滑冰游戏，小明突发奇想，打算利用此冰球和滑块验证机械能守恒定律。如图所示，小明将一小滑块置于冰球顶端，小滑块受到微扰后，由静止开始沿冰面下滑，并记录下滑块滑离冰面的位置。（1）实验需要测量的物理量有_________（填选项前的字母）；A．小滑块的质量mB． 小滑块离开冰面的位置距地面的高度hC． 冰质半球的半径R（2）若想验证机械能守恒定律，需要验证___________成立（用所测物理量表示）；（3）本实验的误差来源有___________（写出一种即可）。4．（2023届河北省张家口市高三下学期一模物理试题）某学习小组想测量常温下一段长度约为25cm的金属丝的电阻率，金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的器材如下，A．螺旋测微器、刻度尺B．直流电源E（电动势为3V）C． 电流表A（量程100mA，内阻为1.2Ω）D．电压表V（量程3.0V，内阻未知）E．滑动变阻器（0-10Ω）F．滑动变阻器（0-1000Ω）G． 电阻箱R3（0~99.9Ω）H．开关一只，导线若干他们进行了以下操作（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d如图1所示，该金属丝的直径为___________mm；（2）实验时为避免烧毁电流表A，他们将电流表A和电阻箱并联改装成量程为0.2A的电流表，则电阻箱的阻值应调整为________Ω；（3）为方便操作，滑动变阻器应选择________（填器材前面的序号），用笔画线代替导线将图2中的电路补充完整________；（4）改变接入电路中的金属丝长度l并用刻度尺测量，调节滑动变阻器的滑片至合适的位置，使电压表的示数恒为2.4V，读出对应电流表示数I，将l、I转换为国际单位制后作出图像如图3所示，已知图像的斜率7.2，计算可得金属丝的电阻率为________ Ω·m（结果保留2位有效数字）。5．（2023届河北省保定市高三下学期第一次模拟考试物理试题）某同学利用按动中性笔粗测笔杆与水平桌面间的动摩擦因数。操作步骤如下：A．将笔尾部朝下竖直放置，紧靠光滑的竖直墙，向下按压到底，释放后中性笔向上弹起一定的高度，记录高度H；B．再将中性笔置于水平桌面上，尾部垂直竖直墙，垂直竖直墙按压中性笔到底，释放后中性笔滑行一段距离后停止运动，记录滑行的距离x。（1）除了在操作中记录的数据，要测量笔杆与水平桌面间的动摩擦因数，___________（填“需要”或“不需要”）测量当地重力加速度g，___________（填“需要”或“不需要”）测量中性笔的质量m。（2）动摩擦因数的表达式________（用题目中所给的物理量的符号表示）。（3）请至少提出一条减小实验误差的操作：___________。6．（2023届河北省保定市高三下学期第一次模拟考试物理试题）小王同学获得了某型号LED发光二极管加正向电压时的伏安特性曲线，如图甲所示。该同学想通过实验验证该二极管伏安特性曲线的可靠性，从实验室找来如下器材：干电池两节（每节干电池电动势为1.5V，内阻约为0.5Ω）；滑动变阻器一个（最大阻值为5Ω）；电压表一个（量程为3V，内约为3kΩ）；电流表一个（量程为50mA，内阻约为1Ω）。要求二极管的正向电压从0开始变化，尽量减小测量误差。（1）由甲图可知该发光二极管的电阻随正向电压U变大而_________（填“变大”“变小”或“不变”）。（2）请根据实验目的和要求设计电路，按电路将实物图中的连线补充完整_________。 （3）按照电学实验操作观范。保证各仪表的安全，开关闭合之前，乙图中滑动变阻器滑动触头应移到___________端（填“左”或“右”）。（4）经多次实验验证，二极管的伏安特性曲线非常准确。假设同型号LED发光二极管的伏安特性曲线完全相同，用3枚该型号二极管接入如图丙所示电路中电路中电源电动势，内阻，电阻箱阻值，此时每个二极管消耗功率P=___________W（结果保留2位有效数字）7．（2023届河北省邯郸市高三下学期一模物理试题）某物理兴趣小组用如图甲所示的仪器验证机械能守恒定律。（1）为了减小实验误差，实验对象应选用______（填“金属”或“塑料”）小球。（2）用游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径______。（3）将小球从光电门1的正上方某处由静止释放，计时器记录两个光电门的挡光时间分别为和，同时测得两个光电门之间的距离为，小球通过光电门时的速度等于小球的直径除以挡光时间，重力加速度大小为，若______（用题中物理量表示）成立，则表明该过程中小球的机械能守恒。8．（2023届河北省邯郸市高三下学期一模物理试题）一灵敏电流计的内阻，满偏电流，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关、都闭合时为电流表，量程为；开关、都断开时为电压表，量程为。试回答下列问题：（1）定值电阻______，______。（2）开关闭合、断开时为______（填“电流”或“电压”）表，量程为______。9．（2023年河北省邢台市名校联盟高三下学期3月模拟考试物理试题）某同学要研究一辆电动遥控玩具车启动过程的加速度。实验时，该同学通过遥控器控制按钮启动玩具车，玩具车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点迹，打点计时器打点频率是50Hz。经多次实验，该同学选出了一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取7个点作为计数点（相邻两计数点之间还有4个点），并测量出了相邻两计数点之间的距离，如图所示。（1）由图中数据可以判别电动遥控玩具车做匀变速直线运动，请说明理由________；（2）利用图中纸带的数据计算打点计时器打下计数点3时玩具车的速度为________m/s；（结果保留3位有效数字）（3）由图可以计算出玩具车启动阶段运动的加速度为________。（结果保留2位有效数字）10．（2023年河北省邢台市名校联盟高三下学期3月模拟考试物理试题）某同学要测量电压表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势8V，内阻很小），标准电压表（量程6V，内阻约3KΩ），待测电压表（量程3V，内阻待测，约为2KΩ），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），定值电阻（阻值3KΩ），开关S，导线若干。（1）在答题卡上根据实验电路原理图补全实物连线________；（2）经过多次测量，得出标准电压表读数和待测电压表读数的函数图像，如图所示，可得到待测电压表的内阻________。（结果保留2位有效数字）。（3）把待测电压表改装成量程为90V的电压表需要串联的定值电阻阻值为________（结果保留3位有效数字）。（4）改装的电压表跟标准电表进行核对，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表小，说明改装后的电压表串联的电阻阻值________（填写“偏大”或者“偏小”）。11．（2023届河北省石家庄市高三下学期教学质量检测（一模）物理试题（二））某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。（1）滑块和角速度传感器的总质量为20g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是___________，滑块到竖直转轴的距离为___________m。（计算结果保留三位有效数字）（2）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变，则转轴转动的最大角速度为___________。12．（2023届河北省石家庄市高三下学期教学质量检测（一模）物理试题（二））某小组利用如图所示的电路测量一只毫安表的量程和内阻，同时研究光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。所提供的实验器材如下：A．毫安表（表盘共有30格，未标数值）B．学生电源（输出电压可调，内阻不计）C． 电阻箱R（最大阻值9999.9Ω）D．光敏电阻E. 单刀双掷开关F. 导线若干（1）实验时将学生电源输出电压调至1V，电阻箱的阻值调至最大，单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现电阻箱的阻值为1800.0Ω时，毫安表的指针刚好从零开始偏转一个格；电阻箱的阻值为300.0Ω时，毫安表指针刚好从零开始偏转四个格，据此得到毫安表的量程为___________mA，内阻为___________Ω。（2）单刀双掷开关调至b端，实验中发现光照强度稍大时，电流超过毫安表量程，为了安全该小组将毫安表改装成量程为0.6A的电流表，应在毫安表上并联的定值电阻阻值为___________Ω。（计算结果保留两位有效数字）（3）该小组将改装后的电流表接入电路中，电源输出电压不变，单刀双掷开关调至b端，通过实验发现，流过原毫安表的电流为I且电流I与光照强度E（单位：cd）之间的关系为，由此可得光敏电阻的阻值与光照强度E之间的关系式为___________。（4）若改装后的电流表示数总小于标准电流表测得的电流示数，为了使改装后的电流表示数准确，则应该采取的措施是___________。（写出一条即可）
参考答案：1．     AC/CA          或【详解】（1）[1]A．为防止入射小球反弹，小球的质量必须大于小球的质量，故A正确；B．只要入射球到达木板末端时速度相等即可，长木板没有必要光滑，故B错误；C．小球离开木板做平抛运动，则长木板必须水平放置，故C正确；D．计算过程中，圆弧半径可以消掉，不需要测量，故D错误。故选AC。（2）[2]若小球第一次在圆弧上的落点为，小球与小球相碰后，由于小球的速度大于小球的速度，则小球在圆弧上的落点为图中的点。[3]测得斜槽末端与点的连线与竖直方向的夹角为，由平抛规律设斜槽末端与点的连线长度为（即圆弧半径为），则有解得测得斜槽末端与点的连线与竖直方向的夹角为，与点的连线与竖直方向的夹角为，同理可得由动量守恒定律得化简可得或2．          120     300【详解】（1）[1]由于电流表A的内阻已知，虽然，也不应采用电流表外接法，因为电压表内阻未知，会给测量带来误差。如果采用电流表内接法则可以更精确地测量。电路中点应与点相连。（2）[2]闭合开关、，由欧姆定律可得解得（3）[3]断开开关，电流表A满偏时，滑动变阻器在电流表A的示数为25mA时，则有根据图乙可知此时压力3．     BC/CB          小滑块与冰面间有摩擦【详解】（1）[1] A．要验证机械能守恒定律，需验证故不需要测量m，故A错误；BC．测量出小滑块离开冰面的位置距地面的高度h、冰质半球的半径R，可得出重力势能减少量为，故BC正确。故选BC。（2）[3]设小滑块离开冰面时的位置距地面的高度h，此位置与圆心连线和竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律动能增加量为若想验证则需验证h（3）[3]本实验的误差来源有小滑块与冰面间有摩擦。4．     1.999/2.000/2.001     1.2     E          【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规则可知金属丝的直径为2.000mm；（2）[2]流经电阻箱的电流和流过电流表的电流相同，根据并联分流规律可知电阻箱的电阻应调整为1.2Ω；（3）[3] [4]由于电压表的内阻未知，电流表的内阻已知，故应采用电流表的内接法，由于待测金属丝阻值较小，只能选择滑动变阻器，且采用分压接法；（4）[5]根据欧姆定律和电阻定律可知整理得即代入数据解得金属丝的电阻率5．     不需要     不需要          多次重复试验，测量H和x；按压中性笔时，竖直按压和水平按压时确保按压程度相同【详解】（1）[1][2]该实验得原理是先利用能量守恒，将按压后中性笔的弹性势能转化成中性笔的重力势能，再利用弹性势能完全克服了桌面的摩擦力做功从而求得动摩擦因数，实验原理可表示为，联立可得因此可知该实验不需要测量当地的重力加速度，也不需要测量中性笔的质量。（2）[3]由（1）中可得（3）[4]多次重复试验，测量H和x；按压中性笔时，竖直按压和水平按压时确保按压程度相同。6．     变小          左     0.024【详解】（1）[1]由图甲可知，随正向电压U的增加图线上任意一点与坐标原点连线的斜率在变大，而该斜率表示电阻的倒数，故可知随正向电压U的增加，发光二极管的电阻在减小。（2）[2]（3）[3]为了起到保护电路的作用，在闭合开关前，滑动变阻器的触头应当滑到最左端，让发光二极管两端的电压等于零。（4）[4]经多次实验验证，二极管的伏安特性曲线非常准确，则当三个二极管串联接入电动势为的电路中时，设每个二极管两端的电压均为，回路中的电流为,由闭合电路的欧姆定律可得对比甲图，可知此时二极管两端的电压为，对应的电流为，则每个二极管此时的功率为7．     金属     1.430     【详解】（1）[1]为了减小空气阻力的影响，实验对象密度要大，不能选择塑料材质的，应选择金属小球。（2）[2]由题图可知游标卡尺为二十分度的，所以小球的直径（3）[3]小球从光电门1下落到光电门2的过程中小球的重力势能减小量动能增加量若小球下落过程中机械能守恒，则有整理后有8．     24     1.2     电压     【详解】（1）[1]由题意知电流表的满偏电压开关、都断开时为电压表，原理示意图如图甲所示，当达到满偏时有所以分压电阻[2]开关、都闭合时为电流表，原理示意图如图乙所示，当达到满偏时有所以（2）[3][4]开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如图丙所示，当达到满偏时有9．     连续相等时间内位移差几乎相等     1.10     1.9【详解】（1）[1]根据纸带数据可知连续相等时间内位移差几乎相等，可判断电动遥控玩具车做匀变速直线运动；（2）[2]根据题意可知，纸带上相邻计数点时间间隔为根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得（3）[3]根据可得10．          1.8     52.2     偏大【详解】（1）[1]连线如图（2）[2]由电路可知则解得RV=1.8kΩ（3）[3]把待测电压表改装成量程为90V的电压表需要串联的定值电阻阻值为（4）[4]改装的电压表跟标准电表进行核对，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表小，说明改装后的电压表通过的电流偏小，即串联的电阻阻值偏大。11．     水平杆不光滑     0.257     5【详解】（1）[1]若水平杆不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大值时继续增大转速绳子开始出现拉力，则有则有图像不过坐标原点。[2]由图像可知斜率为解得（2）[3]由图像可知，当时，，则转轴转动的最大角速度为解得12．     15     200     5.1          适当增大并联电阻的阻值【详解】（1）[1][2]毫安表一个格对应的电流为，内阻为，根据题意有联立解得，则毫安表的量程为（2）[3]设在毫安表上并联的定值电阻阻值为，则有解得（3）[4]改装后的电流表的内阻为当原毫安表的电流为时，电路总电流为根据欧姆定律可得可得光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系式为（4）[5]若改装后的电流表示数总小于标准电流表测得的电流示数，为了使改装后的电流表示数准确，则应该采取的措施是：适当增大并联电阻的阻值，则原毫安表分到电流大一些，指针偏转角度大一些，使指针指在准确电流刻度处。