山东省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-02实验题1

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山东省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-02实验题1 一、实验题1．（2023届山东省菏泽市高三下学期一模考试物理试题）实验小组利用如图甲所示的装置研究网球在空中竖直下落时，空气对它的作用力。图乙为某次实验打出的一条纸带，其中0、1、2……6为选定的计数点，相邻两计数点间还有1个点没有画出，已知打点计时器的打点周期为T，测得1、3两点间的距离为，4、6两点间的距离为，网球的质量为m当地的重力加速度为g。（1）在打第5个计数点时网球的速度___________；（2）从打第2计数点到打第5计数点，空气对网球的冲量大小___________；（3）实验得到的空气对网球的冲量I随时间变化的关系图线如图丙所示，若时间内空气对网球的平均作用力为，时刻的作用力为，则和的关系为___________（选填>、＜、=）。2．（2023届山东省菏泽市高三下学期一模考试物理试题）某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表V（量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（0～99.99Ω），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。设计的电路图如图所示，进行了如下操作：Ⅰ.将接到a，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下此时的电压表示数为2.00V，然后断开；Ⅱ.保持电阻箱示数不变，将切换到b，闭合，记录此时电压表的读数（如图乙所示），然后断开。请你解答下列问题：（1）图甲所示电阻箱的读数为___________Ω，图乙所示的电压表读数为___________V。由此可算出电流表内阻的阻值为___________Ω。（2）在完成上述操作后，继续以下操作：将切换到a，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为___________；由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r，其中___________V， ___________Ω（计算结果保留三位有效数字）。3．（2023届山东省聊城市高三上学期一模物理试题）如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连（力传感器可测得细线上的拉力大小），力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则___________。（2）下列不必要的一项实验要求是__________A．将气垫导轨调节水平B．使细线与气垫导轨平行C．使A位置与光电门B间的距离适当大些D．使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量（3）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，测量出滑块在A位置时遮光条到光电门B的距离x，则滑块的加速度_____________（用含有d、x、t的表达式表示）（4）为探究滑块的加速度与力的关系，改变钩码的质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，要作出它们的线性关系图像，横轴为F，纵轴应为_____________。A．    B．    C．    D．4．（2023届山东省聊城市高三上学期一模物理试题）家用电器中有很多色环电阻，通过辨识电阻表面的色环可读出阻值．其中常见的四色环电阻的识别方法如下表所示：第一道色环表示阻值的第一位数字；第二道色环表示阻值的第二位数；第三道色环表示阻值的倍率，第四道色环表示阻值的精度．颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银第一环0123456789  第二环0123456789  第三环第四环          某电阻如图所示，第一道色环为棕色，第二道色环颜色模糊不清，第三道色环为红色，某同学为了判断第二道色环的颜色，从实验室找来了下列器材，测量上述电阻的阻值．电压表（量程，内阻约）、电流表（量程，内阻约）、滑动变阻器（阻值范围，额定电流）、学生电源、开关、导线若干．（1）选择合适器材，实验原理图如图所示（2）绘制出的图像如图（3）待测电阻的测量值为___________（结果保留2位有效数字），由于电表内阻的影响测量值___________真实值（填“大于”或“小于”）．（4）电阻第二道色环的颜色为_____________．5．（2023届山东省日照市高三上学期一模考试物理试题）某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度、质量m的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。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）小组同学先让一个滑块做半经r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。（2）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的(    )A．探究平抛运动的特点    B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系C．探究两个互成角度的力的合成规律    D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系（3）对②图线的数据进行处理，获得了图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是___________。（用半径r、角速度、质量m表示）（4）对5条图线进行比较分析，做图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为___________。（用半径r、角速度、质量m表示）6．（2023届山东省日照市高三上学期一模考试物理试题）某同学设计了如图甲、乙所示的实验电路测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为2Ω）。已知电流表的内电阻约为1Ω。电压表的内电阻约为3kΩ，变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A，定值电阻。请回答下列问题：（1）请在图丙中用笔面线代替导线完成图乙电路图的实物连接。______（2）将滑动变阻器的滑片P移至最左端，闭合开关S，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。（3）重复步骤（2）。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像如图丁所示，可知图中标记为II的图线是采用实验电路______（填“甲”或“乙”）测量得到的。（4）为了减小系统误差，本实验应选用图______（选填“甲”或“乙”）实验电路。（5）利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻______（注：、、、、为已知量）。7．（2023届山东省泰安市高三下学期一模物理试题）现要通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图（a）所示，实验过程如下：（1）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径d=___________mm。（2）将小球从释放装置由静止释放，调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后。在下落过程中通过光电门。用刻度尺测出光电门到小球释放点的距离h，记录小球通过光电门的遮光时间t，计算小球通过光电门的速度。已知重力加速度为g，在误差允许范围内，若满足关系式___________（用字母h、d、t、g表示），则认为小球下落过程中机械能守恒；（3）小球与橡胶材料碰撞会造成机械能损失。调节光电门位置，使小球下落通过光电门后，与水平放置的橡胶材料碰撞并反弹再次通过光电门，记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失△E=___________（用字母、和表示）。若适当调高光电门的高度，将会___________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。8．（2023届山东省泰安市高三下学期一模物理试题）某实验小组欲将内阻、量程为的电流表改装成欧姆表，供选择的器材有；A．定值电阻（阻值为14kΩ）B．滑动变阻器（最大阻值为1500Ω）C． 滑动变阻器（最大阻值为500Ω）D．电阻箱（）E．干电池（，）F． 红、黑表笔各一只，开关，导线若干（1）为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选___________（填“”或“”）。请用笔画线代替导线将图（a）中的实物连线组成欧姆表。(         )（2）欧姆表改装好后，将红、黑表笔短接进行调零，此时滑动变阻器R接入电路的电阻应为___________Ω；电流表表盘的刻度对应的改装后欧姆表的刻度为___________。（3）通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上c处的电流刻度为75，则c处的电阻刻度为___________kΩ。（4）利用改装后的欧姆表进行电阻测量，小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时，电流表指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改进，使中值电阻为1500Ω，如图（c）为他们改进后的电路，图中电阻箱的阻值应调为___________Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻时，则电流表指针对应的电流是___________μA。9．（2023届山东省济宁市高三下学期高考模拟考试物理试题）某兴趣小组利用智能手机探究滑块与一长木板间的动摩擦因数，设计如甲图所示的实验装置。将长木板固定在水平桌面上，长木板的左侧固定一定滑轮，滑块放在长木板的右端，并把手机固定在滑块上，打开智能手机测量加速度的APP，用细线通过定滑轮与滑块及钩码相连。通过改变钩码的个数，改变钩码的总质量m，获得不同的加速度a，并作出a与m（g-a）的图像如乙图所示。图线与横轴的截距为b，与纵轴的截距为-c，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）关于该实验，下列说法正确的是______；A．钩码的质量应该远小于智能手机和滑块的质量B．细绳应该始终与长木板平行C．细线的拉力等于钩码的重力（2）根据图像可得滑块与木板间的动摩擦因数为______；同时该兴趣小组还测出了滑块和手机的总质量______。10．（2023届山东省济宁市高三下学期高考模拟考试物理试题）某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：电流表A1（量程0~200μA，内阻为800Ω）；电流表A2（量程0~300mA，内阻约为0.3Ω）；定值电阻R1（阻值为4.3Ω）；定值电阻R2（阻值为9200Ω）；滑动变阻器R（最大阻值50Ω）；待测蓄电池一节（电动势约为2V）；开关S一个，导线若干。（1）实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示，图中虚线框内的电表应选______（选填“A1”或“A2”）；（2）电流表A1示数用I1表示，电流表A2示数用I2表示，该小组通过改变滑动变阻器滑片位置，得到了多组I1、I2数据，并作出I1－（I1+I2）图像，如图乙所示。根据图像可知，被测蓄电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字）（3）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。  11．（2023届山东省济宁市高三下学期一模考试物理试题）某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：电流表A1（量程0~200μA，内阻为800）；电流表A2（量程0~300mA，内阻为0.3）；定值电阻R1（阻值为4.0）；定值电阻R2（阻值为9200）；滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）；待测蓄电池一节（电动势约为2V）；开关S一个，导线若干。（1）该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示，图中虚线框内的电表应选___________（选填“A1”或“A2”），虚线框内的定值电阻应选___________（选填“R1”或“R2”）；（2）电流表A1示数用I1表示，电流表A2示数用I2表示，该小组通过改变滑动变阻器滑片位置，得到了多组I1、I2数据，并作出I1-I2图像，如图乙所示。根据图像可知，该蓄电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。（结果均保留两位有效数字）（3）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
参考答案：1．               ＜【详解】由题意可知，相邻计数点见的时间间隔（1）[1]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（2）[2]同理可得打第2计数点的瞬时速度根据动量定理可得从打第2计数点到打第5计数点，空气对网球的冲量大小（3）[3]根据可得可知图象的斜率表示力的大小，可得2．     20.00     2.50     5.00          2.63     1.00【详解】（1）[1]电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，为图中电阻箱的读数为；[2]电压表的精度为0.1V，读数应估读一位，该电压表读数为；[3]根据部分电路欧姆定律可得解得（2）[4]根据变形得[5][6]结合图像有解得3．     5.25     D          B【详解】[1]由图可知，游标卡尺主尺读数为5mm，游标卡尺分度值为0.05mm，游标尺第5刻线与主尺刻线对齐，所以读数为[2]A．将气垫导轨调节水平，这样滑块重力将不会影响滑块水平方向的受力，故A必要。B．使细线与气垫导轨平行，这样才能保证细线的拉力与滑块重力相互垂直，在各自方向上互不影响，同时这样滑块运动会更稳定，故B必要。C．使A位置与光电门B间的距离适当大些，这样当遮光条经过B点时将具有比较大的速度，遮光时间比较短，这样求得的遮光时间内的平均速度才可以近似等于遮光条在B点时的瞬时速度，另外AB间距适当大些，也可以减小距离的测量误差，故C必要。D．力传感器测得的即是细线的实际拉力，所以无需使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故D不必要。故选D。[3]遮光条通过B时的速度当细线拉力远大于空气阻力时，可认为滑块做匀加速直线运动，则有解得[4]根据牛顿第二定律，可得以为横轴，以F为纵轴，改变钩码质量，获得一系列数据，应可拟合得到它们的线性关系图像。故ACD错误，B正确。故选B。4．     1.4     大于     黄色【详解】（3）[1]根据图像可得待测电阻的测量值为[2]由于电流表的分压作用，电压的测量值大于电阻两端的电压，根据可知测量值大于真实值；（4）[3]电阻结合图标可知，阻值的倍率红色，第二位数字为4，即为黄色。5．     BD/DB     （或等带即可）     【详解】（2）[1] 本实验所采用的实验探究方法是保持滑块质量不变，探究在运动半径在不同值时，滑块的向心力大小与角速度之间的关系，属于控制变量法，与“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”、“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验探究方法相同；“探究平抛运动的特点”和“探究两个互成角度的力的合成规律”两实验的探究方法是等效法。故选BD。（3）[2] ②图线中各图线均为曲线，对②图线的数据进行分析可以看出，当ω增大为原来的2倍时，F增大为原来的4倍，当ω增大为原来的3倍时，F增大为原来的9倍……可知，F与ω2成正比，以F为纵轴，ω2为横轴，则图像是一条过原点的直线，故图丙图像横坐标x代表的是ω2。（4）[3] （3）中分析知在r一定时，F与ω2成正比；图像又是一条过坐标原点的直线，F与r成正比；同时F也应与m成正比，归纳可知，图像的斜率为。6．          甲     甲     【详解】（1）[1]图乙电路的实物连接图如下图所示： （3）[2]对图甲而言，根据闭合欧姆定律可得整理可得可知，对应U-I图线，当I为零时，对应 对图乙而言，根据闭合欧姆定律可得可知，对应U-I图线，当I为零时，对应故可知标记为II的图线是采用实验电路甲测量得到的。（4）[3]当采用图甲所示电路时，相对误差大小为当采用图乙所示电路时，相对误差大小为该相对误差远大于图甲所示电路，故宜选用图甲所示电路。（5）[4]曲线I对应的U1和I1满足 曲线II对应的U2和I2满足 因此可以解得则7．     6.882/6.883/6.884               增大【详解】（1）[1]螺旋测微器的分度值为0.01mm，主刻度为7mm，可动刻度为38.3×0.01mm=0.383mm小球的直径为 （2）[2]小球通过光电门速度若机械能守恒，则化简得（3）[3]由题意可得，小球向下、向上通过光电门的速度为由题意可得，碰撞过程中损失的机械能为[4] 若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。8．          见解析     958     15kΩ     5     1560     60【详解】（1）[1]为了保证改装后欧姆表能正常使用，欧姆调零时，有解得欧姆调零时欧姆表内阻为此时滑动变阻器接入电路阻值为则滑动变阻器应选；[2]欧姆表黑表笔应接电源的正极，实物连线如图所示（2）[3]欧姆调零时，有解得欧姆调零时欧姆表内阻为此时滑动变阻器接入电路阻值为[4]设电流表表盘的刻度对应的改装后欧姆表的刻度为，则有解得（3）[5]表盘上c处的电流刻度为75，设此时测量电阻为，则有则c处的电阻刻度为5。（4）[6]设改装后干路的最大电流为，则欧姆调零时有对电路进行了改进，使中值电阻为1500Ω，则有联立解得，则图中电阻箱的阻值应调为[7]若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻时，此时干路电流为则电流表指针对应的电流是9．     B          【详解】（1）[1]设滑块和手机的质量为，对钩码和滑块以及手机的系统由牛顿第二定律有整理可得可得本实验的原理为与成一次函数。A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钩码的质量应该远小于智能手机和滑块的质量，故A错误；B．为了让绳子拉滑块的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；C．本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故C错误。故选B。（2）[2]根据与的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为滑块与木板间的动摩擦因数为[3]根据与的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为则滑块和手机的质量为10．     A2     1.9     1.0     等于【详解】（1）[1]蓄电池的电动势为2V，需要一个电流表改装后电压表量程为2V。由知选换用A1与定值电阻串联改装为量程为2V的电压表；图中虚线框在干路上，应选择量程大的电流表，故选A2。（2）[2][3]根据整理得所以 ，解得 ，（3）[4]因为考虑到电表内阻，电压表分流的影响进行了修正，电动势和内阻的测量值均等于真实值。11．               1.9     1.0     等于【详解】（1）[1]图中虚线框内电流表通过的电流比较大，应选择量程大的电流表的A2，A1用来改装成电压表；[2]蓄电池的电动势为2V，改装后电压表量程为2V，所以串联电阻大小为故选R2；（2）[3][4]根据闭合回路欧姆定律可得整理得由图可得解得，（3）[5]因为考虑到电表内阻，电压表分流的影响进行了修正，电动势和内阻的测量值均等于真实值。