2019高考物理九月选练(5)(含解析)新人教版

2019高考物理九月选练（5）
李仕才
1．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：
(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图2中所示)，则弹簧秤b 的读数可能为________N.
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”“变小”或“不变”)．
解析：(1)弹簧秤a的读数是3.00 N；弹簧OC的拉力F＝kx＝500×1.00×10－2N＝5.00 N，则弹簧秤b的读数可能为 5.002－3.002 N＝4.00 N.
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，由力的平行四边形定则和力的图示可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b 的读数变大．
答案：(1)3.00(3.00～3.02) 4.00(3.90～4.10)
(2)变大变大
2．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
(1)实验中涉及下列操作步骤：
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是______________(填入代表步骤的序号)．
(2)图乙中M 和L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M ”或“L ”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．
解析：(1)实验中应先向左推物块使弹簧压缩，测量弹簧的压缩量，然后把纸带向左拉直，再接通打点计时器电源，等打点稳定后，再松手释放物块，使其向右滑动，因此步骤为④①③②.
(2)由于物块离开弹簧时的速度最大，因此M 纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为v
＝2.58×10－2
m 0.02 s
＝1.29 m/s.由于弹簧压缩量越大，弹性势能越大，因此推开物块后，弹簧弹性势能转化成物块的动能越多，物块离开弹簧后获得的速度越大，打的点间距越大，因此M 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．
答案：(1)④①③② (2)1.29 M
3．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：
待测电压表V(量程3 V ，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R 0(最大阻值为99 999．9 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E (电动势6 V ，内阻不计)，开关两个，导线若干．
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．
(2)根据设计的电路，写出实验步骤：______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R ′V ，与电压表内阻的真实值R V 相比，
R ′V ________R V (填“>”“＝”或“<”)，主要理由是
___________________________________．
解析：
(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法．
实验电路图如图所示．
(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻．
(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R′V＞R V(其他合理说法也可以)．答案：见解析
4．(2018·江苏六校联考)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E 和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V1(量程0～6 V、内阻很大)
B．电压表V2(量程0～4 V、内阻很大)
C．电流表A(量程0～3 A、内阻很小)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)
E．小灯泡(2 A、5 W)
F．电池组(电动势E、内阻r)
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，而电压表V2的示数减小．
(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整．
(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I，U1)、(I，U2)，标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V，内阻r＝______Ω．(结果保留两位有效数字)
(3)在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为______Ω，
电池组的效率为________．
解析：(1)电路图如答案图所示．
(2)由图乙可知，电池组的电动势E ＝4．5 V ，内阻r ＝1．0 Ω．
(3)在U －I 坐标中两条图线在P 点相交，两个电压表读数相等，说明此时滑动变阻器连
入电路的阻值应为0，U 1＝U 2＝2．5 V ，电池组的效率为η＝U E ×100%＝2.54.5
×100%＝55．56%． 答案：(1)设计的实验电路图如图
(2)4．5 1．0 (3)0 55．56%
5．利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验．
(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的________(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的________(填“甲”或“乙”)．(甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
(2)某次实验时碰撞前B 滑块静止，A 滑块匀速向B 滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T ，在这4次闪光的过程中，A 、B 两滑块均在0～80 cm 范围内，且第1次闪光时，滑块A 恰好位于x ＝10 cm 处．若A 、B 两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的________时刻，A 、B 两滑块质量比m A ∶m B ＝________．
解析：(1)若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选图中的乙；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选图中的甲．
(2)由图可知，第1次闪光时，滑块A 恰好位于x ＝10 cm 处，第二次A 在x ＝30 cm 处，第三次A 在x ＝50 cm 处，碰撞在x ＝60 cm 处．从第三次闪光到碰撞的时间为T 2
，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2．5T 时刻．设碰前A 的速度为v ，则碰后A 的速度为v 2，B 的速度
为v ，根据动量守恒定律可得m A v ＝－m A ·v 2＋m B ·v ，解得m A m B ＝23
． 答案：(1)乙 甲 (2)2．5T 2∶3。