（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一创新实验-原卷

（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一创新实验3年真题1．（2024·贵州·高考真题）某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度。选用的器材有：热敏电阻；电流表G（内阻为，满偏电流为）；定值电阻R（阻值为）；电阻箱（阻值）；电源E（电动势恒定，内阻不计）；单刀双掷开关、单刀单掷开关；导线若干。请完成下列步骤：(1)该小组设计了如图（a）所示的电路图。根据图（a），在答题卡上完成图（b）中的实物图连线。(2)开关断开，将电阻箱的阻值调到（填“最大”或“最小”）。开关接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为时，电流表示数为。再将改接2，电流表示数为，断开。得到此时热敏电阻的阻值为Ω。(3)该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图（c）所示，结合（2）中的结果得到温度控制室内此时的温度约为℃。（结果取整数）(4)开关接1，闭合，调节电阻箱，使电流表示数为。再将改接2，如果电流表示数为，则此时热敏电阻（用k表示），根据图（c）即可得到此时温度控制室内的温度。2．（2024·广东·高考真题）某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有：电源E（电动势3V）、电压表（V1）和（V2）（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）：滑动变阻器R：两个相同的光敏电阻和；开关S：手电筒：导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。(1)电路连接。图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表（V）间的实物图连线。(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。①将图甲中R的滑片置于端。用手电筒的光斜照射到和，使表面的光照强度比表面的小。②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。（V）的示数如图丙所示，读数为V，U2的示数为1.17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值（填“较大”或“较小”）。③断开S。(3)光源跟踪测试。①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数，图乙中的电动机带动电池板（填“逆时针”或“顺时针”）转动，直至时停止转动，电池板正对手电筒发出的光3．（2024·宁夏四川·高考真题）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。（1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标；（2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口；（3）把滑动变阻器的滑片滑到端（填“a”或“b”），闭合开关；（4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U；（5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）；（6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为V（结果保留2位小数）。现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为（结果保留整数）。4．（2024·湖北·高考真题）某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。具体步骤如下：①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。(1)由步骤④，可知振动周期。(2)设弹簧的原长为，则l与g、、T的关系式为。(3)由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得（保留三位有效数字，取9.87）。(4)本实验的误差来源包括_____（双选，填标号）。A．空气阻力B．弹簧质量不为零C．光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置5．（2024·湖北·高考真题）某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线和，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。④分别过M、P作BB'的垂线、，、是垂足，并用米尺分别测量、的长度x和y。⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像，如图（b）所示。(1)关于该实验，下列说法正确的是_____（单选，填标号）。A．入射角越小，误差越小B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显(2)根据图像，可得玻璃砖的折射率为（保留三位有效数字）。(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果（填“偏大”“偏小”或“不变”）。6．（2024·辽宁·高考真题）图（a）为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。(1)用刻度尺测量不同颜色积木的外径D，其中对蓝色积木的某次测量如图（b）所示，从图中读出。(2)将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图（c）所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了个周期。(3)换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如下表所示：颜色红橙黄绿青蓝紫2.93922.78812.59532.48492.1971.792根据表中数据绘制出图像如图（d）所示，则T与D的近似关系为______。A． B． C． D．(4)请写出一条提高该实验精度的改进措施：。7．（2023·辽宁·高考真题）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：

a．测得样品截面的边长a=0.20cm；b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I=0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。回答下列问题：（1）L是丙到（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；（2）写出电阻率的表达式ρ=（用k、a、I表示）；（3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ=Ω∙m（保留两位有效数字）。8．（2023·江苏·高考真题）小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池（电动势约1.5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）1个；滑动变阻器（最大阻值50Ω）1个；定值电阻（阻值50Ω）21个；开关1个及导线若干．实验电路如题1图所示．

（1）电压表量程应选用（选填“3V”或“15V”）．（2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）．先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱（选填“B”“C”“D”）连接，再闭合开关，开始实验．

（3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如题4图中实线所示．

（4）在题1图所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为，定值电阻的总阻值为，当被测电阻为R时，其两端的电压（用E、、、R表示），据此作出理论图线如题4图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小．（5）分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由．9．（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为，钩码的动能增加量为，钩码的重力势能增加量为。（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是。10．（2022·山东·高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为N/m。（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为kg。（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为kg。2年模拟11．（2024·全国·模拟预测）线加速度计是一种测量物体加速度的装置，其利用驱动电流产生的安培力带动其自身配重物运动，然后根据物体加速度与其所受合外力的关系，得到物体的加速度和驱动电流的关系。某实验小组为了得到某线加速度计的安培力比例系数，从而标定电流与加速度的对应关系，使用如图甲所示装置进行实验。(1)实验时小组成员认为无须通过倾斜木板平衡摩擦力也可以完成实验，安装好实验装置后，调整钩码质量，释放钩码，当时，可认为已经平衡摩擦力。记录此时线加速度计的驱动电流值。(2)实验中，仅调节钩码质量，释放钩码，记录线加速度计的驱动电流大小和对应纸带数据，如图乙所示为打点计时器某次打出的纸带，计时器打点的时间间隔为，每隔4个计时点取1个计数点，依次得到了、A、、、几个计数点；用刻度尺量得、、、，则打点时纸带的速度大小为，纸带运动的加速度大小为。（小数点后保留2位数字）(3)实验中所使用重物的质量为，当电流为时，测得重物的加速度为，线加速度计安培力比例系数可表示为，线加速度计的最大驱动电流为，其可测得的最大加速度值为。(4)实验中若未满足钩码质量远小于重物质量，则会使得值（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。12．（2024·广东韶关·模拟预测）某科技小组想通过实验探究热敏电阻的温度特性。如图甲所示，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在虚线所示的温控室中。(1)实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到（填“”或“”端；实验时，记录温控室的温度，将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值；(2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而（填“增大”或“减小”）；(3)上述实验过程中，若电流表内阻不可忽略，则热敏电阻的测量值（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；(4)现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值，且满足关系式，其中是散热系数，是电阻的温度，是周围环境温度，为电流。已知，，，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在℃。（保留两位有效数字）13．（2024·广东广州·一模）某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0（）重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示。(1)图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是点；(2)已知转台转动的角速度，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为m/s（保留三位有效数字）。14．（2024·湖北黄冈·一模）某同学利用手机连拍功能测量自由落体加速度，为拍出清晰的照片，他效仿伽利略利用斜面“冲淡”重力的方法，让物块沿带标尺的斜面运动。具体操作步骤如下：①用支架固定好手机开始连拍，让物块从斜面底端滑上斜面直至物块重新滑回底端；②在物块上滑过程和下滑过程中各选取连续拍摄的3张照片如图所示，手机每隔时间T拍摄一张照片：③物块在上滑1、2、3和下滑1、2、3的位置对应的刻度值分别记为、、、、、；④改变斜面倾角，重复上述步骤，获得多组实验数据。(1)在步骤③中，物块从上滑1到上滑2的位移。（用、表示）(2)若规定沿斜面向上为正方向，则物块上滑过程加速度，下滑过程加速度。（用、…及T表示）(3)令，，多次实验后，根据多组实验数据，以m为纵坐标、n为横坐标作出图像，得到一条直线，若图像斜率为k，纵轴截距为b，则自由落体加速度为；若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在重复实验中，斜面倾角正切值应大于。（用k和b表示）15．（2024·陕西西安·三模）利用计算机系统和光电门传感器测量自由落体运动的加速度，实验装置如图1所示，主要器材有：①光电门；②工字型挡光片；③铁架台。tt1dhg10.01270.00830.021.57982.40960.15？(1)运用该实验装置测量自由落体运动加速度的实验原理（用表中的物理量符号表示）。(2)若某次实验使用的工字型挡光片尺寸如图2所示，工字型挡光片的宽度d=0.02m，两档光片之间的距离h为0.15m。计算机系统采集的某一组实验数据如表所示，则测得自由落体运动的加速度为（结果保留两位小数）(3)除实验中偶然误差外，写出一条可能产生实验测量误差的原因：。16．（2024·四川成都·三模）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质钢柱量均为，钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取。(1)开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图（b）所示。则细钢柱K上相邻感光痕迹间的时间间隔T=s，激光束照射到E点时，细钢柱速度大小为m/s。（此问2空的计算结果均保留1位有效数字）(2)经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。参照图（b），在OE段，系统动能的增加量，重力势能的减少量；比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（计算结果均保留3位有效数字）(3)选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式k=即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母M、m、d、k、g、π的表达式表示）。17．（2024·四川泸州·三模）某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的内阻r，又能同时测量未知电阻的阻值。提供的器材如下：A．电池组（电动势6V，内阻未知）B．待测电阻（阻值约十欧）C．电压表V（量程3V，内阻很大）D．电流表（量程1mA，内阻约20Ω）E．电流表（量程3mA，内阻）F．电阻箱R（最大阻值999.9Ω）G．定值电阻、、各一只H．开关一只，导线若干实验步骤如下：（1）实验器材连接成如图甲所示的电路，在将电流表A改装成6V的电压表时，应选电流表（选填“”或“”）与定值电阻（选填“”“”或“”）串联。（2）闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表V接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出电压表示数U、电流表示数I和对应的电阻箱读数R。（3）根据记录的电压表V的示数U和电流表A的示数I，以为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值R为横坐标，描点作图得到如图乙所示的图像，则图像与纵轴的交点数值为，待测电阻Ω。（4）若改变电阻箱的阻值R，测得R的最大功率是0.75W，不计电表内阻对电路的影响，则电池组的内阻Ω。18．（2024·江西·一模）某实验室现有的电学器材如下：两节干电池E（电动势为3.0V，内阻未知）电流表A（量程为10mA，内阻为90Ω）定值电阻R0（阻值为400Ω）滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）单刀双掷开关S导线若干某同学利用现有器材，设计了一个测量未知定值电阻的实验，测量电路图如图甲所示。(1)用笔画线代替导线，请在答题卡上按照电路图甲，将实物图乙连接成完整电路(2)实验时，先断开开关，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端；然后将单刀双掷开关S掷到2，调节滑片到某位置，此时电流表指针如图丙所示，读数为mA再保持滑片的位置不变，将单刀双掷开关S掷到1，此时电流表指针指在满刻度处。若不考虑电池内阻，则的测量值为Ω。(3)本实验中若考虑电池内阻，的测量值与不考虑电池内阻时的测量值相比将__________.A．变大 B．变小 C．不变 D．无法比较19．（2024·河南·二模）某实验小组欲测定一圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下：a.将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓；b.将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验；c.用激光笔发出细束绿色激光，沿平行于圆直径OO＇的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数；d.改变入射点位置，重复步骤c。(1)根据图甲中圆周上的读数可得，入射角i＝，折射角γ＝.（均用弧度制表示）(2)若经过多次测量，作出的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为n＝（结果保留2位有效数字）。(3)该实验中，若改用红色激光笔照射，其他条件不变，当光线沿图甲中光路入射时，则光斑出现在Q点的（填“上方”或“下方”）。20．（2024·福建厦门·三模）利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。（1）轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小桶；（2）开始时，小桶装有砝码，整个实验装置处于静止状态；（3）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的（选填“A”“B”或“C”）点；（4）剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于；A．砝码的重力大小

B．小桶和砝码的重力大小C．手机的重力大小

D．弹簧对手机的拉力大小（5）改变小桶中砝码质量，重复步骤（3），获得多组实验数据并绘制图像如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内，；（6）如图丁所示，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制图像，获得一条斜率为k，截距为b的直线，则可推算出手机的质量为（选用k、b、g表示）。21．（2024·福建宁德·三模）某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合外力关系。主要实验步骤如下：（1）如图甲所示，装置中光电门1、2之间的距离为h。开始时，左右两侧挂有两个质量都等于50g的小桶，两小桶内都装有5个质量都等于10g的铁片；左侧小桶A上固定着一质量不计的挡光片，用游标