江西省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题

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江西省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-02实验题 一、实验题1．（2023届江西省上饶市高三下学期第二次高考模拟考试理综物理试题）某同学用如图甲所示的实验装置来探究绳子拉力做功与小车动能变化的关系。在水平桌面上放有一端装有定滑轮的气垫导轨，气垫导轨上固定有相距为L的甲、乙两个光电门，光电门用来测量遮光片通过光电门的遮光时间，滑块经绕过定滑轮的轻质细绳与装有砂的砂桶连接。请完成下面问题：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度。①测量时需要用到图乙中的B，B的名称是___________。②测量结果如图丙所示，则遮光片的宽度为___________。（2）本实验中，力传感器、沙和沙桶的总质量m___________（选填“需要”或“不需要”）远小于小车和遮光片的总质量M。2．（2023届江西省上饶市高三下学期第二次高考模拟考试理综物理试题）移动电源给我们生活带来很大方便。某实验小组想用伏安法测量一个电动势大约为的移动电源的电动势和内阻，实验室还提供了如下器材，请你帮助该实验小组完成实验：电流表（量程，内阻约为）；电流表（量程，内阻为）；电阻箱（阻值）；滑动变阻器（阻值）；导线和开关。（1）由于实验室没有提供电压表，需要将电流表改装为量程为的电压表，为此要先测量电流表的内阻，电路图如图（a）所示，实验步骤如下：将电阻箱的电阻调到零，闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表的示数达到满偏电流；保持滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数为，此时电阻箱接入电路的阻值为，则可得___________；（2）按（1）中方法测得的电流表的阻值与真实值相比___________（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）；（3）利用电流表和改装好并重新标度电压示数的电压表采用图（b）所示的电路测量移动电源的电动势与内阻。若根据测出的多组数据，绘制得到的图线如图（c）所示，则其电动势___________V，内阻___________（结果均保留2位有效数字）；（4）若只考虑系统误差，按（3）中方法测得的移动电源的电动势值跟真实值相比___________（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）。3．（2023届江西省宜春市高三下学期第二次模拟考理综物理试题）某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块（可视为质点）和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，不可伸长的细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间t，兴趣小组采取了下列步骤： ①用十分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d。②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L。③控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、……和光电门的示数、……。回答下面的问题（1）由于游标卡尺老旧前面刻度丢失，示数如图乙所示，则d=___________mm。（2）滑块匀速转动的角速度大小可由ω=___________计算得出（用d、t、L表示）。（3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，对应的角速度大小的平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示（图中a、b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的滑动摩擦因数μ=___________。（4）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出的图像，与图丙中a和b比较，发现a___________、b___________（填“增大”“减小”和“不变”）。4．（2023届江西省宜春市高三下学期第二次模拟考理综物理试题）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪秦电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪的刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来，测量其中一块电芯的电动势E和内阻r，现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻（已知）、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。（1）实验前利用1A恒流电源对电芯进行充电，充满的时间最多要______h（保留三位有效数字）；（2） 某物理实验小组按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丙所示，图线的纵轴截距为a，斜率为，则一块电芯的电动势E=___________，r=___________；（3）利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，___________，___________（填“大于”“等于”或“小于”）。（4）为了消除电流表内阻误差，实验小组再按图乙组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丁所示，斜率为，则一块电芯的内阻=___________。5．（2023届江西省赣州市高三下学期第二次模拟考试理综物理试题）小刘同学查阅资料得知弹簧弹性势能的表达式为，k、x分别为弹簧的劲度系数、形变量、他利用光电门、遮光条、小物块和长木板等器材测定某一弹簧的劲度系数，实验装置如图甲所示。  实验步骤：（1）测滤光条的宽度：用螺旋测微器测量遮光条的宽度，测量结果如图乙，则遮光条的宽度_________。  （2）安装实验器材：弹簧的右端固定在长木板上，左端放置一个小物块（与弹簧不拴接），小物块（含遮光条）的质量为m，弹簧原长时小物块所处的位置为O点，在O点左侧固定光电门。（3）平衡摩擦力：在长木板右端下方垫上小木块（图中未画出），使物块下滑时重力下滑分力大小等于摩擦阻力。（4）实验探究：使小物块压缩弹簧后，测量出弹簧的压缩量x，由静止释放的小物块在弹簧的作用下被弹出，记下遮光条通过光电门的时间t，则小物块通过光电门的速度为_________，弹簧的劲度系数_________。（用已知物理量和测量物理量的符号表示）（5）重复步骤（4），计算出k的平均值。6．（2023届江西省赣州市高三下学期第二次模拟考试理综物理试题）某小组通过两种实验方案测量一水果电池的电动势和内阻。实验一：用万用表直流电压档测量水果电池的电动势，把红、黑表笔连接水果电池的两极A、B，如图所示，表盘示数为_________V。  实验二：实验小组知道水果电池的内阻较大，设计了如图所示的电路，利用数字电压表（内阻无穷大）、电阻箱R等器材，精确测定了水果电池的电动势和内阻。  实验步骤：①按电路图连接好电路；②闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；③应用Excle软件快速处理实验数据，得出与的对应值，如下表所示；④再用Excle软件描绘图像，并由图像拟合得到函数关系式。实验数据组别电压电阻箱电阻R/欧10.561290000.0001111111.78189593720.532680000.0001251.87758167530.497970000.0001428572. 00843542940.415950000.00022. 4044241450.300130000.0003333333. 33222259260.127710000.0017. 83085356370.10568000.001259.4696969780.06675000.00214.9925037590.02792000.00535.84229391100.01431000.0169.93006993  ⑤依据实验原理，与的关系式为_________，结合步骤④得出的函数关系式，水果电池的电动势_________V、内阻_________。（结果均保留两位有效数字）以上两种实验方案所测得该水果电池的电动势差别较大，请分析其原因：___________________________。7．（2023届江西省九江市高三下学期第二次高考模拟统一考试理综物理试题）在“测定金属的电阻率”实验中，为测量一段阻值约为、粗细均匀的电阻丝的电阻，将其拉直固定在带有刻度尺的木板上，现有电源（电动势为E，内阻不计），开关和导线若干、以及电流表（量程恰当，内阻未如）．某同学用上述器材设计了一个实验，电路如图所示，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度L，实验中记录了几组不同长度L对应的电流I。该同学作出了如图的图像，其纵轴是________（选填“I”或“”）。已知该图像的斜率为k，纵轴截距为b，则该金属的电阻率为________，电流表内阻为________，电流表内阻对电阻率测量结果的影响是________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。8．（2023届江西省九江市高三下学期第二次高考模拟统一考试理综物理试题）某同学用如图乙所示的实验装置进行如下操作：（1）实验前，用螺旋测微器测出遮光条的宽度，示数如图甲所示，则遮光条的宽度为________mm。（2）实验步骤如下：第1步：按照如图乙所示安装实验器材，两光电门固定在木板上，且光电门1和2距离较远；第2步：通过调整小沙桶内细沙的质量，直至给小滑块一个沿木板向上的初速度，小滑块匀速上滑，即观察到遮光条经过两光电门时的挡光时间相等为止，此时小沙桶和桶内细沙的质量为m；第3步：实验测得小滑块和遮光条的总质量M，两光电门间的距离为L，重力加速度为g，在小沙桶中再加入质量为的细沙，把小滑块从木板底端位置O由静止释放，记录遮光条通过光电门1、2时，遮光条遮光时间分别为、，以及遮光条从光电门1到光电门2的时间为t。（3）①如果表达式________成立，则牛顿第二定律得到验证；②如果表达式________成立，则动能定理得到验证；③如果表达式________成立，则动量定理得到验证。（均用整个题目中的字母表示）9．（2023届江西省景德镇市高三上学期二模理综物理试题）某学习小组为了测当地重力加速度，根据手头器材，设计如下实验。一较长铁质窄薄板用细线悬挂。在其下方端附近，固定一小电动机，电动机转轴固定一毛笔。电动机可使毛笔水平匀速转动。调整薄板与毛笔尖端的距离，可使墨汁画到薄板上留下清晰的细线，如图甲所示。启动电动机，待毛笔连续稳定转动后，烧断细线，薄板竖直下落。图乙是实验后，留有清晰墨迹的薄板。取底端某清晰的线记为O，每隔4条细线取一计数线，分别记为A、B、C、D。将毫米刻度尺零刻线对准，依次记录A、B、C、D位置读数为10.58cm、30.92cm、60.96cm、100.6cm，已知电动机转速为。求：（1）以上刻度尺读数有一数值记录不规范，正确记录值应为______cm。（2）相邻计数线之间的时间间隔为______s。（3）根据以上数据，测得当地重力加速度为______。（结果保留三位有效数字）10．（2023届江西省景德镇市高三上学期二模理综物理试题）某同学想将一量程为1mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：（1）他用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻：①请在乙图中将实物连线补充完整_____；②闭合开关后，将单刀双置开关置于位置1，调节滑动变阻器的阻值，使电流表有适当示数；然后保持的阻值不变，将开关置于位置2，调节电阻箱，使电流表示数仍为，若此时电阻箱阻值，则灵敏电流计G的内阻______。（2）他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为5mA、50mA及倍率为“”、“”的多用电表。若选择电流5mA量程时，应将选择开关K置于______（选填“a”或“b”或“c”或“d”），根据题给条件可得电阻______，______。（3）已知图丙电路中两个电源的电动势均为3V，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.60mA，则所测电阻阻值为______。11．（2023届江西省南昌市高三下学期二模理综物理试题）小勇同学在学习完“自由落体运动”的内容后，利用手机在课外进一步进行实验研究。他将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出小球速度等信息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片，相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺为毫米刻度尺。（1）图2中小球的瞬时速度约为____________。（结果保留两位小数）（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是____________。A．刻度尺应固定在竖直平面内     B．选择材质密度小的小球C．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落     D．固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺（3）该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了图像，如图所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像（空气阻力不变），由图像可知两球质量大小关系是____________（填大于、等于、小于）。12．（2023届江西省南昌市高三下学期二模理综物理试题）LED照明普遍应用于我们的日常生产生活中，某实验小组想描绘额定电压为的LED绿灯的伏安特性曲线，已知该灯正常工作时电阻约为。实验室提供的器材有：A．电流表（量程为，内阻为，读数记为）B．电流表（量程为，内阻约为，读数记为）C．电压表（量程为，内阻约，读数记为）D．电压表（量程为，内阻约，读数记为）E．滑动变阻器（）F．滑动变阻器（）G．蓄电池E（电动势为，内阻很小），开关S一个（1）根据实验要求，请你帮忙选择合适的器材，电流表应选____________，电压表应选____________，滑动变阻器应选____________。（填写器材前的字母代号）（2）根据实验要求以及提供的器材进行电路设计，请完成以下电路实物连接_________。（3）通过实验，小组获得了如图所示的伏安特性曲线，若将此灯与一电源（电动势为，内阻为）连成电路，则LED灯珠的实际功率为____________W（保留三位有效数字）。
参考答案：1．     外测量爪     9.60     不需要【详解】（1）①[1]图乙中的B的名称是外测量爪。②[2]图中主尺的2.1cm的刻度线与游标尺的第12条刻度线对齐，则遮光片的宽度为：2.1cm-12×mm=9.60（2）[3]本实验中，由于有力传感器测量小车的拉力，则力传感器、沙和沙桶的总质量m不需要远小于小车和遮光片的总质量M。2．          偏大     6.0     5.0     相等【详解】（1）[1]由于电流表内阻约为500Ω，而滑动变阻器最大阻值为10Ω，可知电流表的内阻比滑动变阻器的电阻大得多，若在图（a）中保持阻值不变，可知控制电路输出电压近似不变，即电流表所在支路的电压近似不变，当电流表示数变为时，可以认为总电阻增大为先前的3倍，即可近似认为电阻箱阻值是电流表内阻的2倍，所以电流表的内阻为。（2）[2]电阻箱阻值增大时，电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻上电压减小，滑动变阻器干路部分电压减小，则电流表所在支路的电压增大，当电流表示数变为时，电流表支路的阻值大于电流表内阻的3倍，即电阻箱接入的阻值大于电流表的内阻的2倍，即测得的电流表阻值与实际值相比偏大。（3）[3][4]根据图线的延长线与纵轴交点的纵坐标等于移动电源电动势E=6.0V根据图像的斜率的物理意义有解得移动电源内阻为（4）[5]按（3）中方法测得的移动电源的电动势时，将电流表内阻等效为电源内阻的一部分，则电压表和电流表的测量均准确，电源电动势测量无系统误差。所以若只考虑系统误差，按（3）中方法测得的移动电源的电动势值跟真实值相比相等。3．     7.7     ；     ；     增大     不变【详解】（1）[1]游标尺右端刻线左侧对应的是主尺的16mm刻线，游标尺总长度为9mm，则游标尺左端零刻线左侧对应的是主尺的16mm-9mm=7mm刻线，故主尺的读数应为7mm，游标尺的最小分度值为0.1mm，读数为，故游标卡尺的读数为（2）[2]滑块通过光电门的速度可以用平均速度计算，则根据线速度、角速度和半径关系式有解得（3）[3]滑块做匀速圆周运动，则根据牛顿第二定律有整理得由图像可得解得（4）[4][5]根据图像有，则可知滑块质量增大，a增大，b不变。4．     0.217               等于     大于     【详解】（1）[1] 由铭牌可知一块电芯额定容量为则用1A恒流电充电有（2）[2][3]根据甲图可知得可得得（3）[4] [5] 根据等效电源法可知电动势测量值等于真实值，电阻测量值大于真实值。（4）[6]根据乙图可知可得可知得结合（2）问中E值可知5．     5.545/5.546/5.547/5.548          【详解】（1）[1] 遮光条的宽度（2）[2]由于遮光条较窄，遮光条通过光电门的平均速度可以认为就是小物块通过光电门的速度，即（4）[3]根据能量守恒可知整理得6．     0.66          1.0          实验方案一中，用电压表测出的是路端电压，不是电源电动势【详解】一[1]量程为1V时，最小刻度为0.02V，因此电压表的示数为0.66V。二⑤[2]根据闭合电路欧姆定律整理得[3][4]利用图像的斜率和截距可知，因此可得，[5] 实验方案一中，用电压表测出的是路端电压，不是电源电动势，由于电源的内阻较大，因此误差较大。7．               /bE     无影响【详解】[1]根据电阻定律可知由欧姆定律可得联立可得故应该作“”图像，即图像纵坐标为；[2][3]由前面的关系式可知图像斜率纵轴截距可得，[4]因为，故电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果无影响。8．                    【详解】（1）[1]遮光条的宽度为（3）①[2]根据牛顿第二定律 又联立得该表达式成立，则牛顿第二定律得到验证。②[3]根据动能定理又，得该表达式成立，则动能定理得到验证。③[4]根据动量定理得该表达式成立，则动量定理得到验证。9．               【详解】（1）[1]毫米刻度尺的最小分度为，读数时应估读到最小分度的下一位，则读数不规范，应为。（2）[2]根据题意可知，电动机转动的周期为每隔4条细线取一计数线，相邻计数线之间的时间间隔为（3）[3]根据题意，由逐差法可得代入数据解得10．          100     c     2.5     22.5     40【详解】（1）①[1]实物电路图如图②[2]依题意，两种情况下电路电流相等，则电路总电阻相等，电流表内阻等于电阻箱接入电路的电阻，即电流表的内阻为100。（2）[3][4][5]由电路可知，开关置于c时表头的并联电阻较大，电流表量程较小为5mA。有，解得（3）[6] 将选择开关置于a测量某电阻的阻值，对应电流表量程为50mA，量程扩大50倍，欧姆表内阻为灵敏电流计G的电流为0.60mA时，有解得11．     2.33     AD/DA     大于【详解】（1）[1]根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得图2中小球的瞬时速度约为（2）[2]A．小球做自由落体运动，为了测量小球下落的位置，刻度尺应固定在竖直平面内，A正确；B．为了减小实验误差，应该选择密度较大的小球，B错误；C．铅垂线的作用是检验装置是不是竖直放置，不能检验小球是否沿竖直方向下落，C错误；D．为了拍摄的小球的位置比较准确，固定手机时，摄像头应正对刻度尺，D正确。故选AD。（3）[3]小球下落过程若空气阻力不忽略，且空气阻力不变，根据动能定理，有根据图像可知图线的斜率大小不同，是由于质量的原因，又因为所以12．     A     C     E          0.00627W【详解】（1）[1][2][3]LED等正常工作时的电流为所以电流表应该选择A，其正常工作时的电压为2V，所以电压表选择C，由于滑动变阻器要接成分压电路，可知选择阻值较小的E即可。（2）[4]由题意可知该实验应该选择滑动变阻器分压式接法，又因为所以其电表应该选择内接法，综上所述，其电路图为（3）[5]由题意知，该电源的电压与负载的关系为将此图像画入LED灯的伏安特性曲线中有由图像可知，两图像的交点即为工作点，实际功率为