2025版衡水中學學案高考物理二輪專題與專項第4部分實驗＋中檔計算題增分練(二)含答案及解析

實驗＋中檔計算題增分練(二)1.(2024·浙江卷)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中(1)下列操作正確的是________。(2)實驗獲得一條紙帶，截取點跡清晰的一段并測得數(shù)據(jù)如圖所示。已知打點的頻率為50Hz，則打點“13”時，重錘下落的速度大小為________m/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)某同學用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g＝9.77m/s2，并用此g值計算得出打點“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m，另計算得動能增加值為5.08m(m為重錘質量)則該結果________(選填“能”或“不能”)驗證機械能守恒，理由是________。A．在誤差允許范圍內B．沒有用當?shù)氐闹亓铀俣萭【答案】(1)B(2)3.34(3)能A【解析】(1)應手提紙帶上端使紙帶豎直，同時使重物靠近打點計時器，由靜止釋放。故選B。(2)根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程平均速度可得打點“13”時，重錘下落的速度大小v13＝eq\f(0.6069－0.4733m,2T)＝eq\f(0.6069－0.4733m,2)f＝3.34m/s。(3)可以驗證機械能守恒；理由是“在誤差允許范圍內，重錘的重力勢能減小值等于動能增加值”故選A。2.(2024·浙江溫州二模)磁敏電阻是一種對磁敏感、具有磁阻效應的電阻元件。物質在磁場中電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應。某實驗小組利用伏安法測量一磁敏電阻RM的阻值(約幾千歐)隨磁感應強度的變化關系。所用器材：電源E(6V)、滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)，電壓表(量程為0～3V，內阻為2kΩ)和毫安表(量程為0～3mA，內阻不計)。定值電阻R0＝1kΩ、開關、導線若干。(1)為了使磁敏電阻兩端電壓調節(jié)范圍盡可能大，實驗小組設計了電路圖甲，請用筆代替導線在乙圖中將實物連線補充完整。(2)某次測量時電壓表的示數(shù)如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)為________V，電流表讀數(shù)為0.5mA，則此時磁敏電阻的阻值為________。(3)實驗中得到該磁敏電阻阻值R隨磁感應強度B變化的曲線如圖丁所示，某同學利用該磁敏電阻制作了一種報警器，其電路的一部分如圖戊所示。圖中E為直流電源(電動勢為6.0V，內阻可忽略)，當圖中的輸出電壓達到或超過2.0V時，便觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。若要求開始報警時磁感應強度為0.2T，則圖中________(填“R1”或“R2”)應使用磁敏電阻，另一固定電阻的阻值應為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)。【答案】(1)見解析圖(2)1.303900Ω/3.9×103Ω(3)R22.8【解析】(1)根據(jù)電路圖甲，在乙圖中補充實物連線圖如下(2)電壓表的最小刻度值為0.1V，如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)為1.30V，根據(jù)串聯(lián)電路各部分兩端電壓與電阻成正比的關系，磁敏電阻兩端的電壓為eq\f(1.30V,2kΩ)×(2kΩ＋1kΩ)＝1.95V電流表讀數(shù)為0.5mA，故此時磁敏電阻的阻值為R＝eq\f(1.95,0.5×10－3)Ω＝3900Ω。(3)根據(jù)閉合電路可得輸出電壓為U＝eq\f(ER2,R1＋R2)要求輸出電壓達到或超過2.0V時報警，即要求磁感應強度增大時，電阻的阻值增大，從而需要輸出電壓增大，故需要R2的阻值增大才能實現(xiàn)此功能，故R2為磁敏電阻；開始報警時磁感應強度為0.2T，此時R2＝1.4kΩ電壓U＝2.0V根據(jù)電路關系eq\f(U,R2)＝eq\f(E,R1＋R2)解得另一固定電阻的阻值應為R1＝2.8kΩ。3.(2024·陜西西安模擬)如圖，厚度為d＝2.0cm的玻璃磚豎直固定在水平桌面上，其右表面鍍有反光膜，刻度尺在玻璃磚的左側與玻璃磚豎直平行放置，距玻璃磚左側表面距離為l＝6.0cm。激光筆發(fā)出一束激光從刻度尺上的O點射向玻璃磚上表面，在刻度尺上觀察到P、Q兩個光點(光路未畫出)，讀出OP間的距離為16.0cm、PQ間的距離為3.0cm。已知光在真空中的速度c＝3.0×108m/s，求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)激光從O點傳到P、Q兩點的時間差Δt(以上結果均保留兩位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)1.3(2)2.2×10－10s【解析】(1)如圖所示由幾何關系可知sini＝eq\f(OM,OA)＝eq\f(4,5)sinr＝eq\f(AD,AC)＝eq\f(3,5)根據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinr)代入數(shù)據(jù)可得n≈1.3。(2)光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)時間差Δt＝eq\f(Δs,v)由幾何關系可知Δs＝AC＋CB代入數(shù)據(jù)可得Δt＝2.2×10－10s。4.(2024·湖北武漢模擬)在我國，地鐵已經成為一種重要的城市交通工具。為了減輕振動，讓乘客更加舒適，地鐵車廂使用了空氣彈簧作為支撐?？諝鈴椈煽珊喕癁橐粋€充有氣體的圓柱形密閉氣缸，活塞上固定有連桿，用于支撐車廂。當車廂有振動時，氣缸內的氣體可以起到緩沖作用。下圖是一節(jié)地鐵車廂的簡化示意圖。該車廂質量為M＝28.4噸，一共用4個空氣彈簧支撐，每個空氣彈簧的活塞面積為S＝1m2。車廂空載時，活塞到氣缸底部距離為20cm。大氣壓強為p0＝10×105Pa，重力加速度g取10m/s2。空氣彈簧內的氣體可以視為理想氣體，且其溫度始終不變。(1)若該節(jié)車廂某次搭載60名乘客，每名乘客的平均質量m0按60kg估計，相比于空載，此次載客車廂下降的距離為多少？(2)為了保障乘客上下車安全，車廂設備會按照載客量調整空氣彈簧內的氣體質量，以保證車廂高度不變。為此，此次載客應該充入空氣彈簧內的氣體質量與空載時空氣彈簧內原有氣體質量之比為多少？【答案】(1)1cm(2)1∶19【解析】(1)空載時對車廂與活塞整體受力分析有4p1S＝4p0S＋Mg滿載時對車廂與活塞整體受力分析有4p2S＝4p0S＋(M＋60m0)g對氣體根據(jù)玻意耳定律p1h1S＝p2h2S得h2＝1