2020版高考物理二轮复习实验题15分满分练一

实验题15分满分练(一)
22.(5分)如图1甲所示为研究小车做匀变速直线运动的实验装置图。

图1
(1)请写出图甲中两个重要的实验器材名称：①________________，②________________。

(2)如图乙所示是某次实验中得到的纸带的一部分，则O 、E 两点间的距离为________ cm 。

(3)如图2所示是根据实验数据绘出的s －t 2
图象(s 为纸带上各计数点至第一个点的距离)，则加速度大小a ＝________ m/s 2(结果保留3位有效数字)
图2
解析 (1)题图甲中①是纸带，②是打点计时器。

(2)由题图乙所示刻度尺可知，O 、E 两点间距离s ＝2.82 cm －1.00 cm ＝1.82 cm 。

(3)小车做初速度为零的匀加速直线运动，则根据s ＝12at 2，由题图2可知，k ＝12
a ，则a ＝2k ≈0.933 m/s 2。

答案 见解析
23.(10分)马蹄形磁铁两磁极之间的磁场可近似看成匀强磁场，某同学现要测定一马蹄形磁铁两磁极之间的磁场的磁感应强度，实验的原理图如图3甲所示。

一宽度为L 的U 形金属线框D (共N 匝)，用绝缘轻线系好后置于虚线框内马蹄形磁铁两磁极之间的磁场中，且线框平面与磁场方向垂直，钩码的质量大于线框的质量。

他的具体的实验步骤如下：
①将钩码置于压力传感器上；
②连接好实验电路，将线框竖直放入马蹄形磁铁的两磁极之间，其实物图如图乙所示，图甲中的虚线框为图乙中磁铁从左向右侧视截面图，用一跨过两轻质定滑轮的轻绳，一端与系住线框的绝缘轻线相连，另一端与置于压力传感器上的钩码相连，调节定滑轮的位置使轻绳处于竖直拉伸状态，如图甲所示，此时压力传感器的示数为F 1；
③闭合开关S ，线框底端电流方向从左向右，然后缓慢移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为I 时，停止移动滑片，此时压力传感器的示数为F 2(实验过程中线框平面始终与磁场垂直)； ④计算出马蹄形磁铁两磁极之间的磁感应强度大小B 。

图3
(1)请根据题意将图甲中的测量电路原理图连接好。

(2)本实验中还要测量的物理量有________。

A.线框质量
B.钩码质量
C.通过线框的电流I
D.以上三项都要测量
(3)由以上实验步骤测得马蹄形磁铁两磁极间的磁感应强度大小为B ＝________(用题目中所给出的物理量表示)。

解析 (1)所连的测量电路原理图如图所示。

(2)设钩码质量为M ，线框质量为m 。

线框所受到的安培力竖直向下，以钩码为研究对象，当线框未通电时有Mg ＝F 1＋mg ，线框通电时对于钩码有Mg ＝F 2＋mg ＋NBIL ，由以上两式解得B ＝F 1－F 2NLI
，故可看出线框的质量和钩码的质量都不需要测量，而通过线框的电流是需要测量的，选项C 正确。

(3)由(2)中分析可知马蹄形磁铁两磁极间的磁感应强度大小为B ＝
F 1－F 2NLI。

答案 (1)见解析图 (2)C (3)F 1－F 2NLI。