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2
一、实验题
1．（2023届山东省烟台市高三下学期高考诊断性测试（一模）物理试题）某实验兴趣小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力的关系”实验时，实验操作如下：
①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a；
③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。
（1）下列说法正确的是______
A．实验开始前需要先补偿阻力
B．调整滑轮高度使细线与木板平行
C． 本实验需要满足
D．本实验将托盘和砝码的总重力mg的大小作为小车受到的合外力F的大小
（2）若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图乙中的______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”）；
（3）某段时间内小车的图像如图丙所示，根据图像可得小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字）
2．（2023届山东省烟台市高三下学期高考诊断性测试（一模）物理试题）某实验小组在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d如图甲所示，则______mm；
（2）该小组测量金属丝（约为）的电阻时，可供选择的仪器如下：
①电流表（量程200mA，内阻约为）
②电流表（量程50mA，内阻为）
③滑动变阻器（）
④滑动变阻器（）
⑤电源（电动势1.5V，内阻约为）
⑥开关S及导线若干
实验小组设计了如图乙所示的电路，为了便于调节，实验结果尽可能准确，滑动变阻器应选择______（选填“”或“”），图乙中电表a为电流表______（选填“”或“”）；
（3）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图连接成完整电路( )
（4）闭合开关S，移动滑动触头，记录、的读数、，得到多组实验数据；以为纵轴、为横轴，作出相应图像如图丙所示，若图像的斜率为k，电流表内阻为r，测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率______（用k、d、L、r表示）。
3．（2023届山东省潍坊市高三下学期2月一模物理试题）某学习小组利用如图所示装置探究弹簧弹性势能大小。实验器材有：左端带有挡板的水平长木板、轻质弹簧、带有遮光片的滑块、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺、天平。
实验过程如下：
①用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，用天平测得带有遮光片的滑块质量为m；
②长木板固定在水平地面上，将弹簧左端固定在挡板P上，右端与滑块不拴接，当弹簧自由伸长时，弹簧的右端垂直投影位于平板上O处，在此处安装光电门，并与数字计时器相连；
③用滑块压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片中心线通过平板上的A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；
④拔去锁定滑块的销钉，滑块经过光电门，记录数字计时器显示的遮光时间为t，滑块停止运动时遮光片中心线通过平板上的B点，用刻度尺测量出OB间的距离L。
请回答下列问题：
（1）滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小______；
（2）滑块在OB段运动的加速度大小______；
（3）实验过程中弹簧的最大弹性势能______。（均用题目所给物理量符号表示）
4．（2023届山东省潍坊市高三下学期2月一模物理试题）某同学测量一量程为500mV的电压表的内阻。实验所提供的器材有：待测电压表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻（阻值）、电池（电动势约，内阻可忽略不计）、导线和两个开关。
该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：
①把滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合电键，并将电阻箱的阻值调到较大；
②闭合电键，调节滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；
③保持电键闭合、滑片的位置不变，断开电键，调整的阻值，当调节旋钮位置如图丙所示时，电压表的指针指在满刻度的处。
请回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线将实物图乙补充完整________；
（2）图丙中电阻箱接入电路的阻值为______；
（3）该电压表内阻为______；
（4）在操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值______真实值（填“大于“、“小于”或“等于”）。在其他条件不变的情况下，若越大测量误差就越______（填“大”或“小”）。
5．（2023届山东省淄博市高三上学期一模物理试题）图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：
（1）利用游标卡尺测量取水器出水管内径d，如图乙所示，应利用游标卡尺________部分进行测量（选填图乙中的字母代号），读数为________mm；
（2）调节取水器管口方向，使取水器启动后水从管口O点水平射出，如图丙所示；
（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图丙所示；
（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图丙可以计算水从管口O点喷出时的初速度________（用L、g进行表示）；
（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量________（用L、g、d进行表示）。
6．（2023届山东省淄博市高三上学期一模物理试题）某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱、和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题：
（1）将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应该调节为________；
（2）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则应选用________；
A．，B．，C．，
（3）该小组选取为（2）中所选择的定值电阻，将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线，在答题卡上的图乙中将实物图连接成完整电路________。
（4）正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留两位有效数字）
7．（2023届山东省青岛市高三下学期一模物理试题）如图是验证动量守恒定律实验装置，某同学要用该装置探究大小相同的钢球与木球在碰撞过程中的能量损失情况，图中O点为铅锤在长条纸上的竖直投影点，请回答下列问题：
（1）实验前应调整斜槽，使斜槽末端______；
（2）实验过程中，将钢球作为入射小球，先不放被碰小球，从斜槽上某一位置由静止释放入射小球，测得O点与入射小球在地面上落点的距离为；然后将被碰小球置于斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，测得O点与入射小球和被碰小球在地面上落点的距离分别为x1、x2；测得斜槽末端距离地面高度为h，测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，查知当地重力加速度为g。则钢球与木球碰撞过程中损失的机械能______（用题中所给物理量表示）；
（3）该同学查阅资料得知，恢复系数e能更好地表征碰撞过程中能量的损失情况，恢复系数e等于碰撞后两物体相对速度与碰撞前两物体相对速度大小之比，根据（2）中测量结果，钢球与木球碰撞过程的恢复系数______；
（4）某次实验中，用木球作为入射小球，仍用该装置进行实验，发现木球被反弹，则测得的恢复系数e会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
8．（2023届山东省青岛市高三下学期一模物理试题）某同学要准确测量某型号电池的电动势和内阻，该电池的电动势约为3V，内阻约为2Ω，实验室里还备有下列实验器材：
A．另一电池（电动势约为4.5V，内阻约为3Ω）
B．电压表（量程为1V，内阻约为3000Ω）
C．电压表（量程为3V，内阻约为5000Ω）
D．电流表（量程为0.3A，内阻约为0.5Ω）
E．电流传感器（内阻未知）
F．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
G．滑动变阻器（最大阻值为40Ω）
H．滑动变阻器（最大阻值为60Ω）
I．开关两个，导线若干
根据所提供的实验器材，该同学设计了如图甲所示测量电路。
实验步骤如下：
①将、调至适当阻值，闭合开关；
②闭合开关，再调节、，使电流传感器的示数为零；
③多次改变阻值，相应调节阻值，使电流传感器的示数仍然为零，并读取多组电压表、电流表的示数；
④根据测得数据描绘出电压表示数U随电流表示数I变化的图像。
请回答下列问题：
（1）按所设计的实验电路，请在答题卡上用笔画线代替导线将图乙实物连接补画完整；( )
（2）在实验中，电压表应选择________，若滑动变阻器选G，则滑动变阻器应选________；（选填器材前面的字母代号）
（3）作出的图像如图丙所示，则电动势________V，内阻________Ω；（计算结果保留2位有效数字）
（4）请从实验误差角度简要评价该实验方案：________。
9．（2023届山东省济南市高三下学期一模考试物理试题）某同学将量程为、内阻为的电流计改装成一种可测量直流电流（双量程）、直流电压（双量程）和电阻的多用电表，实验电路如图所示。
（1）若定值电阻的阻值小于的阻值，则直流电压挡挡位3的量程______（选填“大于”或“小于”）挡位4的量程；
（2）直流电流挡挡位2的量程为，则定值电阻、串联后的总阻值为______；
（3）开关拨到挡位5，将a、b两端短接，此时电流计指针处于表盘的中间位置，要进行欧姆调零，应将滑动变阻器的阻值______（选填“调大”或“调小”）。
10．（2023届山东省济南市高三下学期一模考试物理试题）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律。质量为的滑块左右两端各有一个挡光宽度为的遮光板，两遮光板中心的距离为，如图乙所示。主要实验步骤如下：
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，遮光板1、2经过光电传感器的挡光时间分别为、，由此可知，遮光板1经过光电传感器时的速度为______（用题中已知字母表示），当满足______时，说明气垫导轨已经水平；
（2）挂上质量为的钩码，将滑块由光电传感器右侧某处释放，记录遮光板1、2的挡光时间；
（3）更换不同数量的钩码，多次记录遮光板1，2的挡光时间；
（4）将钩码的总重力记为滑块受到的合力，作出滑块的合力与的图像，该图像为过坐标原点的一条直线，如图丙所示，若该图像的斜率为______（用题中已知字母表示），即可验证牛顿第二定律成立；
（5）由于本实验中钩码的总重力并不等于滑块的合力，要想合力的相对误差小于5%，实验中所挂钩码总质量的最大值为______。
A． B． C． D．
参考答案：
1． BD/DB Ⅰ 2.1
【详解】（1）[1]本实验的原理是有托盘和砝码时小车做匀速运动，受力平衡，撤去托盘和砝码，小车所受的合力就为托盘和砝码的重力，根据实验原理可知，本实验不需要平衡摩擦力，不需要满足，为保证小车所受的合力平行木板方向，需要调整滑轮高度使细线与木板平行。
故选BD。
（2）[2]根据牛顿第二定律
整理可得
设托盘质量为，根据实验原理可得
可知仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图乙中的Ⅰ；
（3）[3]根据图像可知，给出的三个数据点中，相邻点之间的时间间隔均为
根据匀变速直线运动的规律有
其中
解得
2． 或2.499、2.501 见详解
【详解】（1）[1] 金属丝的直径
（2）[2]分压式接法中滑动变阻器总阻值应与待测电阻阻值接近，故选。
[3]b电流表通过的电流值大于a电流表，故a为。
（3）[4]实物图连接如下
（4）[5]由电路知识可得
解得
结合图像有
解得
由可得
3．
【详解】（1）[1]根据光电门工作原理，滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小
（2）[2]根据运动学知识，滑块在OB段运动可得
解得
（3）[3]实验过程中，根据能量守恒定律，可知弹性势能全部转化为摩擦内能，则
滑块在OB段运动过程，由牛顿第二定律，得
联立解得
4． 596.0 1192.0 大于 小
【详解】（1）[1]根据电路图将实物图补充如下
（2）[2]电阻箱的读数为
（3）[3]根据串联电路的分压特点有
代入数据解得
（4）[4]实验中在断开S2，调整电阻箱接入电路阻值时，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流减小，滑动变阻器的左边部分电压增大，则电压表的指针指在满刻度的处时，电阻箱两端的电压大于，则有
可得
则实际测出的电压表内阻的测量值大于真实值；
[5]若越大，滑动变阻器的左边部分电压变化小，电阻箱两端的电压越接近满偏电压的三分之一，测量误差就越小。
5． A 5.5
【详解】（1）[1]测量取水器出水管内径，使用游标卡尺内径抓测量，故选A部分测量。
[2]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为
（4）[3]根据水柱上的三个点a、b、c，水平距离相等可知每两个点间的时间间隔相等，根据逐差法可知时间间隔为
故水从管口O点喷出时的初速度
（5）[4]取水器取水时的流量
6． 6 B 10 2.5
【详解】（1）[1]由串联电路分压特点有
代入数据解得
（2）[2]定值电阻的最大阻值约为
故B正确，AC错误。
故选B。
（3）[3]根据电路图将实物图连接成完整电路，如图所示
（4）[4]根据闭合电路欧姆定律有
代入数据整理得
根据图像可得
，
解得
，
7． 水平 偏小
【详解】（1）[1]实验中为了确定小球碰撞前后的速度，需要使得小球飞出后做平抛运动，则实验前应调整斜槽，使斜槽末端水平。
（2）[2]根据动量守恒有
小球平抛运动有
，，，
钢球与木球碰撞过程中损失的机械能
解得
（3）[3]根据题意有
结合上述解得
（4）[4]由于木球被反弹，碰后相对速度为两球体碰后速度大小之和，则有
解得
实验中，木球反弹后冲上斜面，之后滑下斜面从斜槽末端飞出，此过程由于摩擦阻力做功，存在机械能损耗，则飞出斜槽末端的速度小于碰后的速度，即飞出后水平方向的分位移偏小，即测得的恢复系数e会偏小。
8． C H 2.9 2.0 一方面避免了电压表分流作用或电流表的分压作用，消除了系统误差；另一方面多次测量可减小偶然误差。
【详解】（1）[1]根据电路图，连线如下
（2）[2]根据题意要使电流传感器的示数为零，则电流传感器两端电势差为零，则两端电压应满足
故电压表选择C；
[3] 要使电流传感器的示数为零，则两端电压应接近，两端电压应接近，而大约是的1.5倍，且与电流相同，则应该比大一些，故应选H；
（3）[4][5] 要使电流传感器的示数为零，则电流传感器两端电势差为零，根据
有
结合图像可知
（4）[6] 电流传感器的示数为零，整个电路等效为串联回路，流过两电源的电流相等，电流表所测电流为流过待测电源的真实值，电压表所测电压是待测电源两端的真实路端电压，避免了电压表分流作用或电流表的分压作用，消除了系统误差；另外，多次测量可减小偶然误差。
9． 小于 20 调小
【详解】（1）[1]电压挡的串联电阻越大对应挡位的量程也越大，3的量程小于挡位4的量程；
（2）[2]由欧姆定律可知两电阻串联后的总电阻为
（3）[3]将a、b两端短接，电流计指针处于表盘的中间位置说明电路中电阻过大，电流达不到满偏电流，要进行欧姆调零，使电流满偏，应减小电路电阻，将滑动变阻器的阻值调小。
10． 或者t1=t2 B
【详解】（1）[1][2]遮光板1经过光电传感器时的速度为
当满足
即
t1=t2
时，说明气垫导轨已经水平；
（2）[3]滑块的加速度
则
则图像的斜率为
即可验证牛顿第二定律成立；
（3）[4]合力的测量值为
F测=mg
真实值为
则
解得
故选B。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
