福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题

福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03实验题

一、实验题

1．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移（以打开定位传感器时手机的位置为初位置）。

（1）实验小组进行了如下主要的实验步骤，正确的顺序是______。

A．按图安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上；

B．在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，当手机和钩码静止时记录下手机下降的位移；

C．在坐标纸图中描点作出图像，如图所示；

D．手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器；

E．改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移，数据如表格所示。

（2）已知每个钩码的质量为，重力加速度，由图像可以求得弹簧的劲度系数为______N/m。

（3）实验中未考虑手机重力使弹簧伸长，这对弹簧劲度系数的测量结果_________（选填“有”或“无”）影响，说明理由_________________。

2．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）某同学要将量为300μA、内阻未知的微安表G改装成量程为3V的电压表。他先测量出微安表G的内阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电压表V对改装后的电压表进行校准。

（1）利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻。实验中可供选择的器材：

A．滑动变阻器（）

B．电阻箱（）

C．电源（电动势为12V）

D．电源（电动势为15V）

E.开关、导线若干

具体实验步骤如下：

a.按电路原理图甲连接好电路；

b.将滑动变阻器R1的阻值调到最大，闭合开关S后调节的阻值，使微安表G的指针满偏；

c.闭合开关S，保持R不变，调节的阻值，使微安表G的示数为150μA，此时的示数为4000.0Ω。

回答下列问题：

①实验中电源应选用__（选填“”或“”）。

②由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值与真实值相比_______（选填“偏大” “相等”或“偏小”）。

（2）利用合适的电源、滑动变阻器、标准电压表V以及题（1）中的电阻箱，在图乙虚线框内画出对改装的电压表进行校准的电路，其中部分电路元件已在图中给出_________。

（3）由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为3V时，改装电压表中微安表G的示数为297μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，与微安表串联的电阻值调至_______________Ω（结果保留1位小数）。

3．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）用图甲装置测量重力加速度的实验中，选取一条比较理想的纸带，用刻度尺测量纸带上各点间的距离如图乙所示，其中“0”点与刻度尺的零刻线对齐，刻度尺的最小分度值为1mm，打点计时器所接的交流电源频率为50Hz。

（1）根据图乙中“0”“1”两点间的距离可判断出“0”点_________（填“是”或“不是”）重物下落的起点。

（2）根据图乙可读出“0”“3”两点间的距离为5.20cm，“0”“6”两点间的距离为_________cm；由此可求出重力加速度大小为_________m/s2（保留三位有效数字）。

4．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）为了测量某电源的电动势E（约为5.0V）和内阻r，学习小组设计了如图甲所示的实验电路，所用两个电压表规格相同（量程为0~3.0V，内阻约为1.5kΩ），电阻箱阻值范围0~999.9Ω，第一次实验时，两个开关均闭合，多次改变电阻箱R的阻值，读出对应电压表的示数U1，作出图像，如图乙中的图线Ⅰ；第二次实验时，S2断开，只闭合开关S1，同样多次改变电阻箱R的阻值，读出一个电压表的示数U2，在同一坐标系中作出图像，如图乙中的图线Ⅱ。（下列相关计算结果均保留两位有效数字）

（1）第二次实验时，开关S1闭合之前，应将电阻箱R的阻值调至______（填“最大”或“最小”）；

（2）根据第一次实验的图线Ⅰ可求得电源的电动势为E=______V；根据第二次实验的图线Ⅱ可求得电源的内阻r=______Ω；

（3）第二次实验的测量结果比第一次准确，原因是______。（填正确选项的字母）

A．第二次实验，电压表分流较小，误差较小

B．第二次实验，电压表分流较大，误差较小

5．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））某实验小组采用如图甲的实验装置，探究小车的加速度a与合外力、质量的关系。

（1）对于该实验，下列做法正确的是______。

A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B．平衡小车受到的摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在小车上

C．通过增减小车上的钩码改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力

D．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源

（2）在平衡好小车受到的摩擦力后，实验过程中打出一条纸带，如图乙所示，相邻计数点间还有2个点未画出，实验中使用的交变电流频率为50Hz，则小车运动的加速度a=______m/s2（结果保留2位有效数字）。

（3）车和车上钩码的总质量为M，砂和砂桶的总质量为m，重力加速度为g。实验发现用纸带上的数据算出小车的加速度a总是小于，随着砂和砂桶总质量m的增加，与a之间的差值______（填“越来越小”“保持不变”或“越来越大”）。

6．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））为测量某微安表的内阻，并将其改装成量程为的电流表，实验室提供以下器材：

待测微安表（量程，内阻约）

微安表（量程，内阻约）

定值电阻（阻值为）

滑动变阻器（阻值范围）

干电池（电动势约，内阻很小）

开关及导线若干

（1）在虚线框内画出测量微安表内阻的完整电路图，并在图中标明器材符号_______；

（2）若实验过程中测得的示数为，的示数为，则的内阻______（用、、表示）；

（3）给并联一个定值电阻改装成量程为的电流表，用标准电流表与其串联进行校准。当标准电流表的示数为时，微安表的示数如图，其读数为______，则改装之后的电流表实际量程是0~______。

7．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源（内阻不计），R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。

（1）给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S应拨至_______（填“1”或“2”）位置。放电过程中，R中电流方向______（填“自左向右”或“自右向左”）；观察到电压表的示数逐渐变小，说明电容器的带电量逐渐________（填“增加”或“减少”）。

（2）关于充电过程，下列说法正确的是_______。

A．电流表的示数逐渐增大后趋于稳定                B．电压表的示数逐渐增大后趋于稳定

C．充电完毕，电流表的示数为零                    D．充电完毕，电压表的示数为零

8．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。

（1）实验主要过程如下：

①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________；

A．        B．        C．       D．

②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径d=________cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L；

③打开激光光源和手机传感器，运行软件；

④让单摆做简谐运动，采集数据；

⑤改变摆线长度l，重复步骤④；

⑥导出数据获得单摆振动周期T，从而得到对应的与L的数据如下表：

⑦根据表中数据在坐标纸上描点，如图丙：

⑧请在图丙中绘出图线______，并根据图像求出当地的重力加速度g＝_______。（取9.87，结果保留三位有效数字）

（2）下列关于本实验的误差中，属于系统误差的有_______。

A．测量摆长引起的误差                         B．描绘图线引起的误差

C．摆线具有伸缩性引起的误差                   D．利用手机测量周期引起的误差

9．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）如图甲，利用向心力演示器探究做圆周运动的小球，当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度之间关系。

（1）如图乙，若传动皮带套在塔轮第二层，左、右塔轮半径R1、R2之比为2:1，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为______；

（2）图中标尺上黑白相间的等分格显示如图丙，则A、C两处钢球所受向心力大小之比约为________；

（3）由此实验，得到的结论是____________________________________________。

10．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）某实验小组利用如下器材测定一电压表的量程U和内阻R；

待测电压表V1（量程约0~3.0V，内阻约为3k Ω）

标准电压表V2（量程0~6.0V，内阻约为20k Ω）

滑动变阻器R（最大阻值50Ω）

电阻箱R（0~9999.9Ω）

直流电源E（7.5V.有内阻）

开关S及导线若干

回答下列问题：

（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图甲，则电压表V1的内阻约为______。

（2）图丙是该实验小组未完成的实物连线图，请你根据图乙原理图完成实物连线______。

（3）闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，保证V1满偏，记录V2的示数U2和电阻箱的阻值R，断开开关。多次重复上述操作。根据多次测得的数值在坐标系中描点，如图丁。请根据坐标系中的描点作出图线______。

（4）根据图丁中图线求得V1的量程U＝____V，内阻R＝____。（结果均保留两位有效数字）

11．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）如图甲所示，小明将一小球从斜面顶端水平弹出使其做平抛运动，为了研究小球平行于斜面方向的分运动规律，将频闪相机正对斜面拍摄，得到小球运动过程中的频闪照片，并测算出小球沿平行斜面方向的运动距离如图乙所示，已知频闪相机的频闪频率为20Hz。

（1）频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为________s；

（2）小明由图乙判断小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动，他作出该判断的理由是：________________________________________；

（3）由图乙可计算出小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为______m/s2（结果保留三位有效数字）。

12．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）智能手机大都配有气压传感器，当传感器所处环境气压变化时，其电阻也随之发生变化。某实验小组在室温下用伏安法探究某气压传感器阻值R随气压p变化的规律，如下表所示。实验使用了如下器材中的一部分：

A．气压传感器

B．直流电源，电动势9 V，内阻不计

C．电流表A1，量程为0~60 mA，内阻不计

D．电流表A2，量程为0~600 mA，内阻不计

E．电压表V，量程为0~3V，内阻为3 kΩ

F．定值电阻R1＝6kΩ

G．滑动变阻器R1最大电阻值约为20Ω

H．开关S与导线若干

（1）实验小组使用了图甲实验电路原理图，某次测量时，电压表示数如图乙所示，电压表示数为__________V；

（2）根据表格的数据，实验小组所选的电流表为________（选填“A1”或“A2”）；

（3）当气压传感器所处环境气压为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则气压传感器的阻值R＝________（用U和I表示）；

（4）若电压表的实际内阻小于3kΩ，则测得的气压传感器的阻值与实际值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

参考答案：

1．     ADBEC     49     无     劲度系数是通过图像斜率与每个钩码重力的乘积得到的

【详解】（1）[1]根据题意，由实验原理可知，本实验通过改变钩码的数量来改变弹簧的弹力，通过手机的定位传感器确定弹簧的形变量，通过作图的方法得到弹簧的劲度系数，则正确的实验步骤为ADBEC。

（2）[2]根据题意，由胡克定律可得

整理得

由图像可知，图像得斜率为，则有

解得

（3）[3][4]由上述分析可知，弹簧的劲度系数是通过图像的斜率与每个钩码重力的乘积得到的，则手机重力使弹簧伸长，这对弹簧劲度系数的测量结果无影响。

2．          偏小          5899.0

【详解】（1）①[1]根据题意，由欧姆定律可知，若电源选取，电路中的最小电流约为

超过微安表量程，则电源选。

②[2]实验中，闭合开关S，外电路的总电阻减小，总电流变大，即干路电流大于，则流过微安表的电流为，流过电阻箱的电流大于，由并联分流原理可知，电阻箱电阻小于微安表内阻，即微安表内阻的测量值与真实值相比偏小。

（2）[3]根据题意，由实验原理，设计电路图，如图所示

（3）[4]根据题意，由上述分析可知，微安表内阻约为，则改装成量程为的电压表需串联一个的电阻，当标准电压表示数为3V时，若改装电压表中微安表G的示数为297μA，则此时，微安表的等效内阻为

若调整准确，则微安表的等效内阻为

即需将改装后电表的等效内阻减小，即与微安表串联的电阻值调至

3．     不是     13.90     9.72

【详解】（1）[1]打点计时器周期

T=0.02s

重物做自由落体运动在最初的0.02s内下落的距离约为

图乙中“0”“1”两点间的距离远大于2mm，所以“0”点不是重物下落的起点。

（2）[2]刻度尺的最小分度值为1mm，估读一位，“0”“6”两点间的距离为13.90cm。

[3]根据

t=3T=0.06s

解得

4．     最大     4.3（4.2~4.5）     2.5（2.4~2.6）     A

【详解】（1）[1]为了避免闭合开关之前，回路中电流过大，第二次实验时，开关S1闭合之前，应将电阻箱R的阻值调至最大。

（2）[2]第一次实验时，两个开关均闭合，则有

变形得

结合图乙中的图线Ⅰ有

解得

[3]第二次实验S2断开，只闭合开关S1，则有

变形得

结合图乙中的图线Ⅱ有

，

解得

（3）[4]根据电路图可知，该实验的系统误差在于电压表的分流，第二次实验中，两个电压表串联，电压表总电阻增大，电压表分流减小，因此第二次实验，电压表分流较小，误差较小。

故选A。

5．     AC/CA     1.5     越来越大

【详解】（1）[1]A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，才能使小车受到的合力保持不变，且为绳的拉力，故A正确；

B．平衡小车受到的摩擦力时，不应将砂桶通过定滑轮拴在小车上，故B错误；

C．平衡摩擦力时应使得小车与钩码的重力沿斜面方向的分力与小车受到的长木板的摩擦力平衡，即

由此可知，通过增减小车上的钩码改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确；

D．打点计时器使用时应先接通电源再释放小车，故D错误。

故选AC。

（2）[2]根据逐差法可得小车运动的加速度为

（3）[3]当车做匀加速直线运动时，有

砂和砂桶做匀加速直线运动，有

联立可得

由此可知，随着m增大，二者差值越大。

6．               30     0.95

【详解】（1）[1]滑动变阻器最大值比待测电阻的阻值小得到，所以滑动变阻器应采用分压接法；由于，没有电压表，可以采用安阻法，将定值电阻与待测表头并联，由

可测得待测表头两端电压，便可通过欧姆定律测得待测表头电阻，电路图如图所示

（2）[2]由欧姆定律有

（3）[3]故微安表的示数如图，其读数为。

[4] 标准电流表所测的电流为干路电流，相当于微安表改装后所测的总电流，设微安表改装后的最大量程为，则有

解得改装之后的电流表实际量程最大值为

7．     2     自右向左     减少     BC/CB

【详解】（1）[1][2][3]单刀双掷开关S应拨至2位置，会使电容器放电。电容器下极板带正电，则放电过程中，电流自右向左通过R。电压表的示数逐渐变小，由

可知，电容器电量减少。

（2）[4]AC．充电电流应逐渐减小，充电完毕后，电流表示数为零，A错误，C正确；

BD．根据

电容器电量逐渐增大，则电压表示数逐渐增大后趋于稳定，B正确，D错误。

故选BC。

8．     B     1.14          9.72     CD/DC

【详解】（1）①[1]摆线悬点应固定，摆线应选择质量小、不易伸长的细丝线，摆球应选择体积小、质量大的铁球。

故选B。

②[2]摆球直径为

⑧[3][4]根据数据绘出图线

由

得

图线斜率为

得

（2）[5]AB．测量摆长引起的误差和描绘图线引起的误差是由于不稳定随机因素造成，属于偶然误差，AB错误；

CD．摆线具有伸缩性和手机测量周期引起的误差是由于仪器不完善、测量方法不准确等因素造成，属于系统误差，CD正确。

故选CD。

9．     1:2     1:4     当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方成正比关系。

【详解】（1）[1]左、右塔轮边缘的线速度相等，则根据

可得

 A、C两处的角速度之比为1:2；

（2）[2]根据图中标尺上黑白相间的等分格显示可知，则A、C两处钢球所受向心力大小之比约为1:4 ；

（3）[3]由此实验，得到的结论是：当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方成正比关系。

10．     3200               2.5/2.6/2.7/2.8/2.9/3.0     2.8/2.9/3.0/3.1/3.2

【详解】（1）[1]电压表V1的内阻约为32×100Ω=3200Ω

（2）[2]电路连线如图；

（3）[3]作出图线如图

（4）[4][5]由电路可知

根据图丁中图线可知

求得V1的量程

U＝2.5V

内阻

R＝3.0kΩ

11．     0.05     在误差允许的范围内，相同时间间隔内相邻的位移差为定值     1.30

【详解】（1）频闪相机的频闪频率为20Hz，根据频率与周期的关系可得频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为

（2）根据图乙可得各相邻时间间隔内的位移分别为

则各相邻时间间隔内的位移差分别为

在误差允许的范围内，相同时间间隔内相邻的位移差为定值，故小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动。

（3）根据匀变速直线运动位移差公式可得小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为

12．     2.50     A1          偏小

【详解】（1）[1]电压表量程为3V，由图所示读数为2.50V。

（2）[2]根据表格的数据，当气压传感器两端电压为电源电压时，R取最小值时得到的电流为50mA，故实验小组所选的电流表应为A1。

（3）[3]当气压传感器所处环境气压为p时，由

代入数据整理得

（4）[4]由

得

由于电压表的实际内阻小于3kΩ，实际计算代入的是3kΩ，则测得的气压传感器的阻值与实际值相比要偏小一些。