新教材適用2024版高考物理二輪總復(fù)習(xí)第4部分題型專練實驗 中檔計算題增分練三

第四部分實驗＋中檔計算題增分練(三)1.如圖所示為某小組驗證機械能守恒定律的實驗裝置。將圓柱體重錘從A點由靜止釋放，當(dāng)重錘沿豎直面做圓周運動經(jīng)過裝置E時，E能夠同時記錄此時重錘相對于最低點的高度h和重錘遮擋光電門的時間t。沿圓周改變裝置E的位置，每次都將重錘從A點由靜止釋放，獲得多組數(shù)據(jù)。已知重錘的質(zhì)量m＝100g，直徑為d，重力加速度g＝9.8m/s2，取重錘運動的最低點為零勢能點，回答下列問題：(1)重錘經(jīng)過裝置E時的瞬時速度大小可表示為eq\f(d,t)(用d、t表示)(2)若兩次實驗記錄的高度分別為h1、h2，時間分別為t1、t2，則驗證重錘的機械能守恒的表達式為mgh1＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2(用題中已知量的符號表示)；(3)以下是4次實驗處理的數(shù)據(jù)，請補充完整第2次實驗中的兩個數(shù)值_0.084__J(勢能)、_0.144__J(機械能)；次數(shù)高度h(m)速度v(m/s)勢能(J)動能(J)機械能(J)10.1020.9600.1000.0460.14620.0861.0920.06030.0631.2750.0620.0810.14340.0391.4390.0380.1040.142(4)分析數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論?！窘馕觥?1)重錘經(jīng)過裝置E時的瞬時速度大小可表示為v＝eq\f(d,t)。(2)重錘的機械能守恒的表達式為mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)即mgh1＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2。(3)勢能Ep＝mgh＝0.1×9.8×0.086J＝0.084J機械能E＝Ep＋Ek＝0.084J＋0.060J＝0.144J。2.某小組要測量圖甲電路中的電流，需要在電路中串聯(lián)電流表，如圖乙所示，由于電流表存在內(nèi)阻，從而引起電流測量誤差。為消除電表內(nèi)阻的影響，該小組采用圖丙所示的電路，由電源E′、滑動變阻器R′和電流表A組成補償電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R′，使靈敏電流計G的示數(shù)為零，電流表A的示數(shù)即圖甲電路中的待測電流。該小組想在圖丙中添加一電壓表，進一步測量電源E的電動勢和內(nèi)阻。(1)請你將電壓表接入電路中的合適位置；(2)閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R和R′，使靈敏電流計G的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I1和U1；(3)改變滑動變阻器R和R′的阻值，重新使靈敏電流計G的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I2和U2；(4)電源的電動勢E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)，內(nèi)阻r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)(用I1、I2、U1和U2表示)；(5)不考慮偶然誤差，電動勢的測量值_＝__真實值，內(nèi)阻的測量值_＝__真實值(填“>”“<”或“＝”)?！敬鸢浮?1)見解析圖【解析】(1)測量電源E的電動勢和內(nèi)阻，需用電壓表測量甲圖電路中的路端電壓，所以電壓表與滑動變阻器R并聯(lián)，如圖。(4)由閉合電路歐姆定律E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r聯(lián)立解得E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)。(5)圖丙中，由于靈敏電流計G的示數(shù)為零，所以電壓表所測電壓即為電源E的路端電壓；由題意可得電流表所測電流即為干路電流，所以不考慮偶然誤差，電源電動勢的測量值等于其真實值，電源內(nèi)阻的測量值也等于其真實值。3.一個汽缸固定在傾角θ＝30°的斜面上，內(nèi)部橫截面積S＝20cm2，底端裝有閥門A。用質(zhì)量m＝1kg的活塞B和不計質(zhì)量的活塞C，封閉Ⅰ、Ⅱ兩部分空氣，初始時AB、BC之間的距離均為L＝10cm。向下壓活塞C，使其緩慢移動d＝2cm，要保持B靜止不動，需通過閥門A向里充入空氣，求所充入空氣的質(zhì)量與AB之間原有空氣質(zhì)量之比。封閉的空氣可視為理想氣體，活塞與汽缸間的摩擦忽略不計，且不漏氣，整個過程溫度不變，外界大氣壓強p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2?！敬鸢浮縠q\f(m入,m原)＝eq\f(10,41)【解析】對Ⅱ，由玻意耳定律可得p0LS＝p1(L－d)S開始時對活塞B有mgsinθ＋p0S＝p2S移動后對活塞B有mgsinθ＋p1S＝p3S設(shè)充入空氣體積為V，則有p2LS＋p0V＝p3LS則有充入空氣的質(zhì)量與AB之間原有空氣質(zhì)量之比eq\f(m入,m原)＝eq\f(p0V,p2LS)代入數(shù)據(jù)解得eq\f(m入,m原)＝eq\f(10,41)。4.如圖所示，光滑的水平地面上固定一傾角為37°的斜面，斜面頂端固定一光滑定滑輪。輕繩跨過定滑輪連接A、B兩小滑塊，A、B分別靜止于斜面和地面上，左側(cè)輕繩平行于斜面，右側(cè)輕繩豎直且長度為2m?，F(xiàn)給B一水平向右3m/s的初速度，當(dāng)B向右運動1.5m時，A的速度大小為1.2m/s，A、B的質(zhì)量比為12，重力加速度取10m/s2，sin37°＝0.6，求：(1)此時B的速度大小；(2)A與斜面間的動摩擦因數(shù)?！敬鸢浮?1)vB＝2m/s(2)μ＝0.32【解析】(1)設(shè)當(dāng)B向右運動1.5m時，定滑輪與B之間的繩子與水平地面之間的夾角為α，則有tanα＝eq\f(2,1.5)＝eq\f(4,3)可知α＝53°將此刻B的速度進行分解，如圖所示可知vA＝vBcosα解得vB＝2m/s。(2)當(dāng)B向右運動1.5m時，A沿斜面向上移動的距離d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,sinα)－2))m＝0.5m設(shè)A的質(zhì)量為m，則A受到斜面的摩擦力大小為Ff＝μmgcos37°A、B的質(zhì)量比為12，則B的質(zhì)量為2m，A的初