2018版世纪金榜高中物理二轮复习实验题标准练(三)

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实验题标准练(三)

满分15分,实战模拟,15分钟拿下高考实验题高分!

1.(5分)如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O 点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。

(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,实验中还应该测量的物理量:。

(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v0=。

(3)根据已知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为。【解析】(1)铁片在最低点飞出时做平抛运动,平抛的初速度即为摆锤在最低点的速度,根据平抛运

动规律可知:x=v0t,y=gt2,因此要想求出平抛的初速度,应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h。

(2)根据铁片做平抛运动有:x=v0t,h=gt2,

联立解得:v0=x。

(3)摆锤下落到最低点过程中,重力势能的减小量等于其重力做功,因此有:

ΔE p=mgh=mgL(1-cosθ),

动能的增量为:ΔE k=m

根据ΔE p=ΔE k得机械能守恒的关系式为=L(1-cosθ)

答案:(1)铁片遇到挡板后的水平位移x和竖直下落高度h

(2)x

(3)=L(1-cosθ)

2.(10分)我国国标规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。为测量15℃时自来水的电阻率和电源的电动势与内阻,某物理兴趣小组设计了如图所示的实验电路。其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有电阻可忽略不计的导电活塞,左活塞固定,右活塞可自由移动。图中R0为定值电阻,R为电阻箱,A为理想电流表,S为单刀双掷开关,E为待测电源,此外实验中还备有游标卡尺和刻度尺。兴趣小组的实验步骤如下:

①用游标卡尺测量玻璃管的内径d;

②向玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱长度,把S拨到1位置,记录电流表示数I;

③把S拨到2位置调节电阻箱阻值,使电流表示数也为I,记录电阻箱的阻值R;

④改变水柱长度,重复实验步骤②③,读出电阻箱示数R;

⑤把S拨到2位置不变,改变电阻箱的阻值R读取对应的电流值I;

⑥断开S,整理好器材。世纪金榜导学号49294271

(1)以电阻箱示数R为纵轴,用对应水柱长度为横轴作出一条直线。若直线的斜率为k,则玻璃管内水柱电阻率的表达式为ρ=。

(2)把S拨到2位置不变时,为测量电源的电动势和内阻,采用图象处理实验数据,绘制出关系图象,处理较为简单。

(3)实际的电流表有一定的内阻,在本实验中它对测量结果的影响分别是使水柱电阻率的测量值;使电源电动势的测量值;使电源内阻的测量值。(均选填“偏大”“偏小”或“无变化”)

【解析】(1)测电阻是采用等效替代法。R=ρ,又斜率为k,则ρ=。

(2)测量电源的电动势与内阻采用的是安阻法。由闭合电路的欧姆定律得E = I(r+R0+R),可变形为

=R+,为处理简单应作-R图象。

(3)由于采用替代法测量,故水的电阻率与电流表的内阻无关;若设电流表的内阻为R A,由闭合电路

的欧姆定律得E=I(r+R0+R A+R),可变形为=R+,可见图线的斜率不变,截距变大,故电流表有内阻时电动势的测量值是准确的,但电源内阻的测量值会偏大。

答案:(1)(2)-R

(3)无变化无变化偏大

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