北京市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题2

这是一份北京市各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题2，共16页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．（2023届北京市朝阳区高三下学期二模物理试题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）如图所示，某同学在“用单摆测重力加速度”实验中，有如下步骤：
A．用米尺测量出悬线的长度l，并将它记为摆长
B．用天平测量出摆球的质量m
C．使单摆小角度摆动后，用秒表记录全振动n次的时间，并计算出摆动周期T
以上步骤中错误的是________，不必要的是________。（选填步骤前的字母）
（2）某同学在研究平抛运动时，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示，则小球通过相邻位置的时间间隔________，小球平抛的初速度________。（重力加速度为g）
（3）图3为探究加速度与质量的关系的实验装置示意图。保持钩码的质量m一定，某同学在处理数据时，以小车加速度的倒数为纵轴、以小车质量M为横轴，作出的图像如图4所示，发现图像有纵截距，他认为这是由于实验中没有完全平衡摩擦力而造成的，请论证该同学的观点是否正确_________。
2．（2023届北京市朝阳区高三下学期二模物理试题）某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
（1）该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，______________。
（2）该同学利用（1）问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8V ； 0.3A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00V，并不是8.36V，其原因主要是_____________。
（3）可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是________。
A．第二次实验中小灯泡更亮些
B．用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
（4）如图所示的电路中，电压为的交流电源通过阻值为的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。若保持不变，将可变电阻R的阻值增大，则流经原线圈的电流________（选填“增大”“减小”或“不变”）；当可变电阻R的阻值为________时（用、和表示），可变电阻R的功率最大。
3．（2023届北京市西城区高三下学期二模物理试题）用下图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为、，直径分别为、。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。
（1）小球1和2的质量应满足___________，直径应满足___________。（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有___________。（选填选项前的字母）
A．测量两个小球的质量、
B．测量小球1的释放点S距桌面的高度h
C．测量斜槽轨道末端距地面的高度H
D．分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（3）要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式___________是否成立[用（2）中测量的量表示]。请分析说明可以这样验证的理由___________。
4．（2023届北京市西城区高三下学期二模物理试题）某同学在实验室进行测量电阻的实验。
（1）该同学先用欧姆表“”挡粗测一个未知电阻R的阻值，示数如图1所示，对应的读数是___________。
（2）他进一步采用伏安法进行精确测量，测量电路如图2所示，其中电压表的内阻约为，电流表的内阻约为，为了尽量减小实验误差，电压表的右端应接在___________点（选填“M”或“N”）。
（3）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。该同学为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的横截面直径为几厘米的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，如图3所示。
a. 他先通过查阅资料估算出容器内水样的电阻约为十万欧，然后用伏安法进行测量。除开关和若干导线外，他还找到下表所示的器材，请选择合适的器材，设计测量该水样电阻的方案，在下图方框内画出电路图，并标注所选器材的代号，水样的电阻用表示。___________
b. 测出水样的电阻后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还需要测量的物理量，以及使用的测量工具和测量方法。___________
5．（2023届北京市东城区高三下学期二模物理试题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）如图甲所示，“测玻璃的折射率”的实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，之后将玻璃砖平放在白纸上，在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a'为玻璃砖的两个界面，AB延长线与直线a的交点为O，CD延长线与直线a'的交点为O'，NN'表示法线。
①在插大头针C时，应使其________（选填选项前的字母）。
A．只挡住A的像 B．只挡住B的像 C．同时挡住A、B的像
②该玻璃砖的折射率可表示为________（用θ1和θ2表示）。
（2）利用不同电路测量电源电动势和内阻。
①用图乙所示电路测量时，产生系统误差的主要原因是________。
A．电压表的分流作用 B．电压表的分压作用 C．电流表的分流作用 D．电流表的分压作用
②用图丙所示电路测量时，改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录多组电流表示数I和电阻箱示数R，以R为横轴，以为纵轴，做出图像，图线的斜率表示________。
6．（2023届北京市东城区高三下学期二模物理试题）某同学做“研究平抛运动的特点”实验。
（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是________。
A．A球的运动时间比较长
B．两球的运动时间一样长
C．只改变小锤的击打力度，不会影响两球的运动时间
D．只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间
（2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是________________________。
（3）图丙是某同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹，O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B，测得A、B两点的纵坐标分别为y1=5.00cm，y2=45.00cm，A、B两点间的水平距离x2-x1=40.00cm。g取10m/s2，则小球的初速度v0为________m/s（结果保留两位有效数字）。
（4）放学途中，有同学看见园林工人正在用手拿着喷水管为草地浇水。他观察发现，水沿水平方向喷出，出水口的横截面是圆形。他想利用所学的平抛知识估测水的流量Q（单位时间内流过出水口的水的体积）。已知当地的重力加速度为g，请写出他还需要测量哪些物理量，并推导出流量Q的计算公式（所需字母自行设定）________。
7．（2023届北京市丰台区高三下学期二模物理试题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：用游标卡尺测金属小球的直径，示数如图所示，该小球的直径为______mm。
8．（2023届北京市丰台区高三下学期二模物理试题）某同学利用如图甲所示装置测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在水平的长木板上。水平向左拉动木板，物块相对实验台静止，记录下传感器的示数F。在物块上放置数量不同的砝码，改变物块和砝码的总质量m，得到多组数据，做出图像如图乙所示。已知直线的斜率为k，重力加速度为g。
（1）水平向左拉动木板，在物块相对实验台静止的过程中，下列说法正确的是___________。
A．物块受到的是静摩擦力
B．物块受到的是滑动摩擦力
C．实验时可以加速拉动木板
D．传感器测量的就是物块所受的摩擦力
（2）物块和长木板之间的动摩擦因数___________（用k和g表示）。
9．（2023届北京市丰台区高三下学期二模物理试题）某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻。
（1）甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为。
①甲同学在实验过程中，可选择的器材有：
A．电流表（量程为，内阻约为）；
B．电压表（量程为，内组为为）；
C．滑动变阻器（最大阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）。
本实验中，滑动变阻器应先用___________（选填“C”或“D”）。
②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整_________。
（2）乙同学用电阻箱和电压表测量水果电池的电动势和内阻，电路如图3所示。闭合开关S后，调节电阻箱得到多组实验数据，由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算得到通过电阻箱的电流，如下表所示。坐标纸上已经描好了5组数据点，请将第4组数据描在坐标纸上，并在图4中作出图像___________。根据图像得出该水果电池的内阻___________。
（3）实验小组的同学在分析实验误差时，认为由于电表内阻的影响，导致电压表和电流表的测量值可能与“路端电压”和“流过电源的电流”存在偏差。下列分析正确的是______
A．图1中电压表的测量值偏大
B．图1中电流表的测量值偏小
C．图3中电压表的测量值偏大
D．图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小
实验序号
原线圈匝数
副线圈匝数
原线圈电压（V）
副线圈电压（V）
1
400
200
4.22
2.10
2
400
800
4.22
8.36
3
400
1600
4.22
16.83
器材（代号）
规格
电源（）
电动势约为3.0V，内阻可以忽略不计
电源（）
电动势约为15.0V，内阻可以忽略不计
电压表（）
量程0~3V，内阻约
电压表（）
量程0~15V，内阻约
电流表（）
量程0~0.6A，内阻约
电流表（）
量程，内阻约
滑动变阻器（R）
总阻值约
1
2
3
4
5
6
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
4.0
0.09
0.16
0.27
0.40
0.60
0.67
0.90
0.80
0.68
0.50
0.38
0.17
参考答案：
1． A B 见解析
【详解】（1）[1][2]摆长应等于摆线长与摆球半径之和，故错误的是A；摆球应选用体积小、密度大，不必测量质量，故不必要的是B。
（2）[3][4]水平方向
竖直方向
小球通过相邻位置的时间间隔为
小球平抛的初速度为
（3）[5]根据
得
可知，图像与纵轴截距等于重力加速度的倒数，故该同学的观点是错误的。
2． 变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 副线圈有电阻，副线圈有内压 BC/CB 减小
【详解】（1）[1] 根据实验数据，得到的结论为： 在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。
（2）[2]副线圈有电阻，副线圈有内压。
（3）[3] AB．铁芯横条与普通铁块都是导磁材料，铁芯闭合后，减小了漏磁现象，产生的感应电动势增大，小灯泡变亮；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块由于涡流更容易发热，变压器效率低一些，第一次实验中小灯泡更亮些，故A错误，B正确；
C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，副线圈中还是交变电流，流经小灯泡的电流均为交变电流，故C正确。
故选BC。
（4）[4] 在原、副线圈匝数比一定的情况下，R增大，副线圈电流I2减小，设原线圈电流为I1，根据，知流经原线圈的电流I1减小。
[5] 把变压器和R等效为一个电阻，R0当作电源内阻，则输出功率
当内外电阻相等即
时，输出功率最大，根据，得
代入，解得
3． 大于 等于 ADE/AED/DAE/DEA/EAD/EDA 小球水平飞出的速度与其水平射程成正比
【详解】（1）[1]小球1和小球2相碰后不能反弹，所以小球1的质量要大于小球2的质量。
[2]由于该实验装置不能调节小球2摆放位置的高度，所以为保证两小球发生对心碰撞，两小球的直径要相等。
（2）[3]A．本实验要“验证动量守恒定律”，故需测量两个小球的质量、，A正确；
B．小球1碰撞前的速度大小可以通过平抛运动规律求得
联立可得
实验中小球1每次都从同一位移S释放即可，无需测量释放点S距桌面的高度h，B错误；
CDE．由于各小球做平抛运动的竖直高度相同，所以由可得它们飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比，所以在验证动量守恒定律时，由
可得
故无需测量斜槽轨道末端距地面的高度H，需要测量各球平均落点的水平射程，故C错误，D、E正确。
故选ADE。
（3）[4][5]由于小球1和小球2都从同一高度做平抛运动落在水平地面上，由平抛运动规律可知其飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比，所以仅需验证关系式
即可验证两球碰撞前后动量守恒。
4． 8 M 见解析 见解析
【详解】（1）[1]该同学先用欧姆表“”挡粗测一个未知电阻的阻值，由图1可知读数为
（2）[2]根据
为了尽量减小实验误差，电流表应采用外接法，则电压表的右端应接在M点。
（3）a[3]水样的电阻约为十万欧，若电源选择电动势为的，则最大电流为
若电源选择电动势为的，则最大电流为
则电流表应选择量程为的；为了使电流表读数超过量程的，电源应选择电动势为的，电压表应选择量程为的；由于待测电阻约为十万欧，远大于电流表内阻和滑动变阻器阻值，为了减小误差，电流表应采用内接法，滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示
b[4]根据电阻定律可得
又
可知
则电导率为
为了测出样品的电导率，还需要测量圆柱形容器的长度和横截面的直径；
测量圆柱形容器的长度的工具和方法：用刻度尺测量圆柱形容器的长度，多次测量取平均值；
测量圆柱形容器横截面直径的工具和方法：用游标卡尺测量圆柱形容器横截面直径，在圆柱形容器的不同位置多次测量取平均值。
5． C A
【详解】（1）①[1]确定大头针C的位置时，应该使大头针C能够挡住A、B的像，则大头针C一定在出射光线方向上。
故选C。
②[2]由折射定律，该玻璃砖的折射率可表示为
（2）①[3]图乙所示电路测量时，产生系统误差的主要原因是电压表的分流作用，使得测得的电流小于流过电源的电流。
故选A。
②[4]若不考虑电流表的内阻，则有
则
图线的斜率表示，同理若考虑电流表的内阻，结果是相同的。
6． BC/CB 相邻两球水平方向的距离相等 2.0 见解析
【详解】（1）[1]AB．本实验中A球做平抛运动，但在竖直方向做自由落体运动，与B球的运动情况相同，所以两球同时落地，故A错误，B正确；
C．若改变小锤的击打力度，两球的运动时间不变，故C正确；
D．根据自由落体运动规律可得
所以改变两小球开始运动时距地面的高度，运动时间改变，但两球的运动时间始终相等，故D错误。
故选BC。
（2）[2]频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是相邻两球水平方向的距离相等。
（3）[3]根据平抛运动的规律有
代入数据解得
（4）[4]根据题意，出水口的流量为
所以
由此可知，需要测量的物理量为出水口的直径d，出水口到落水点的水平距离x和竖直高度h。
7．13.7
【详解】根据游标卡尺的读数规律，该读数为
13mm+0.1×7mm=13.7mm
8． BC/ CB
【详解】（1）[1] A B．水平向左拉动木板，物块与木板发生相对滑动，物块受到的是滑动摩擦力。A错误，B正确；
C．实验时可以加速拉动木板，物块相对地面静止，物块受到的滑动摩擦力和绳子的拉力平衡；C正确；
D．传感器测量的绳子的拉力，拉力大小与物块所受的摩擦力大小相等。D错误。
故选BC。
（2）[2]由平衡条件得
因此图像的斜率
得
9． C BD/DB
【详解】（1）①[1]由于甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为，实验时，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择C。
②[2]根据电路图，实物连接如图所示
（2）[3]根据表格第4组数据描点，作出图像如图所示
[4]根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的斜率绝对值等于水果电池的内阻，则有
（3）[5]由实验电路图1可知，误差来源于电压表的分流，使得图1中电流表的测量值偏小；由实验电路图3可知，电路电流计算值为
由于电压表的分流，使得图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小。
故选BD。