老高考適用2023版高考物理二輪總復(fù)習(xí)第4部分題型專練實驗題計算題專項練4_第1頁
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實驗題、計算題專項練(四)(考試時間:30分鐘試卷滿分:47分)22.(5分)某同學(xué)做研究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實驗裝置如圖甲所示,得到一條清晰的紙帶如圖乙所示,并在紙帶上選取A、B、C、D、E共5個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出),已知打點計時器的打點頻率為50Hz.(1)關(guān)于本實驗,下列說法正確的是__B__.(填選項前字母)A.釋放紙帶的同時,接通電源B.先接通電源打點,后釋放紙帶運(yùn)動C.先釋放紙帶運(yùn)動,后接通電源打點D.紙帶上的點跡越密集,說明紙帶運(yùn)動的速度越大(2)打B點時小車的速度大小為vB=__0.26__m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)小車的加速度大小為a=__0.40__m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)由于小車速度較快,且運(yùn)動距離有限,打出的紙帶長度也有限,為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點,實驗時應(yīng)先接通電源,后釋放紙帶,A、C錯誤,B正確;紙帶上的點跡越密集,說明相同時間內(nèi)的位移越小,故紙帶運(yùn)動的速度越小,D錯誤.(2)打B點時小車的速度大小為vB=eq\f(xAC,2T)=eq\f(52.0×10-3,2×0.1)m/s=0.26m/s.(3)利用逐差法,可得小車的加速度大小為a=eq\f(s3+s4-s1+s2,2T2)=0.40m/s2.23.(10分)圖(a)是測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的原理圖.R0=2.5Ω為定值保護(hù)電阻,電流表內(nèi)阻不計,長度為60cm的電阻絲ab上標(biāo)有長度刻度.(1)在電阻絲接入電路前,使用多用電表測量它的電阻,選擇倍率“×10”測量時指針偏角過大,則應(yīng)選擇歐姆擋__×1__(選填“×1”或“×100”)倍率重新進(jìn)行測量.正確操作后,多用表的示數(shù)如圖(b)所示,結(jié)果為__6(或6.0)__Ω,電阻絲單位長度電阻μ0=__10__Ω/m;(2)請根據(jù)電路圖(a)把實驗圖(c)電路連接完整;(3)閉合開關(guān)S,記錄ac的長度L和電流表A的示數(shù)I.多次滑動c點改變ac的長度,測得多組L和I的值,并計算出對應(yīng)的eq\f(1,I)值,則eq\f(1,I)=__eq\f(μ0,E)L+eq\f(r+R0,E)__;(用E、r、R0、L和μ0表示)(4)圖(d)是根據(jù)多組實驗數(shù)據(jù)得到的eq\f(1,I)-L圖象,由圖象得電動勢E=__2.08__V,內(nèi)阻r=__1.67__Ω.(計算結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位)【答案】(2)見解析圖【解析】(1)在電阻絲接入電路前,使用多用電表測量它的電阻,選擇倍率“×10”測量時指針偏角過大,應(yīng)選擇歐姆擋×1倍率重新進(jìn)行測量;正確操作后,多用電表的示數(shù)如圖(b)所示,結(jié)果為6Ω;長度為60cm的電阻絲ab上標(biāo)有長度刻度μ0=eq\f(R,L)=eq\f(6,60×10-2)=10Ω/m.(2)(3)因為是串聯(lián)電路,則E=I(R0+μ0L+r)即eq\f(1,I)=eq\f(μ0,E)L+eq\f(r+R0,E).(4)由圖可知eq\f(r+R0,E)=2eq\f(μ0,E)=eq\f(4.4-2.0,0.50)解得E=2.08V,r=1.67Ω.24.(12分)如圖所示為某滑雪賽道簡化模型,運(yùn)動員從雪道上的A點由靜止滑下后沿切線從B點進(jìn)入半徑R=15m的豎直冰面圓弧軌道BDC,從軌道上的C點飛出,A、B之間的豎直高度h=27m,AB與水平地面間夾角為37°,OB與OC互相垂直,∠BOD=37°.運(yùn)動員和裝備的總質(zhì)量為m=60kg,且可視為質(zhì)點,摩擦力和空氣阻力可忽略不計.已知重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)在軌道最低點D時,運(yùn)動員對軌道的壓力大??;(2)運(yùn)動員滑離C點后在空中飛行過程中距D點的最大高度.【答案】(1)3000N(2)21.36m【解析】(1)設(shè)運(yùn)動員在軌道最低點D時的速度大小為vD,對運(yùn)動員從雪道上的A點由靜止滑到D點過程,由動能定理得mg(h+R-Rcos37°)=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)-0解得vD=10eq\r(6)m/s設(shè)運(yùn)動員在軌道最低點D時所受軌道支持力大小為FN,根據(jù)牛頓第二定律得FN-mg=eq\f(mv\o\al(2,D),R)解得FN=3000N由牛頓第三定律可知,在軌道最低點D時,運(yùn)動員對軌道的壓力大小為3000N.(2)設(shè)運(yùn)動員經(jīng)過C點時的速度大小為vC,對運(yùn)動員從D點滑到C點過程,由動能定理得-mgR(1-sin37°)=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)解得vC=4eq\r(30)m/s運(yùn)動員滑離C點后在空中做斜拋運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動員在空中的最高點與C點間的高度差為h′,根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律有(vCcos37°)2=2gh′解得h′=15.36m運(yùn)動員滑離C點后在空中飛行過程中距D點的最大高度為H=h′+R(1-sin37°)=21.36m.25.(20分)如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限存在垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場,第二象限存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E.一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子在x軸上的A(-d,0)點沿y軸正方向射入電場區(qū)域,粒子第一次經(jīng)過y軸時的速度方向與y軸正方向的夾角為60°,之后每相鄰兩次經(jīng)過y軸時的位置間距相等.不計粒子重力.求:(1)粒子的初速度v0的大??;(2)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(3)粒子從A點運(yùn)動到第n次經(jīng)過y軸的時間.【答案】(1)v0=eq\r(\f(2Eqd,3m))(2)B=eq\r(\f(3Em,2qd))(3)見解析【解析】(1)粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,沿x軸方向的加速度大小a=eq\f(Eq,m)從A點運(yùn)動到第一次經(jīng)過y軸的過程,x軸方向有veq\o\al(2,x)=2ad第一次經(jīng)過y軸時有tan60°=eq\f(vx,v0)聯(lián)立解得v0=eq\r(\f(2Eqd,3m)).(2)粒子第一次經(jīng)過y軸時的速度大小v=eq\f(vx,sin60°)粒子在磁場中運(yùn)動洛倫茲力提供向心力qvB=meq\f(v2,r)由幾何關(guān)系可知,粒子每次進(jìn)入磁場到離開磁場的過程中沿y軸方向運(yùn)動的距離L=2rsin60°粒子每次從y軸進(jìn)入電場到離開電場,運(yùn)動的時間t0=eq\f(2vx,a)t0時間內(nèi),粒子沿y軸方向運(yùn)動的距離為y=v0t0由題意可知y=L聯(lián)立解得B=eq\r(\f(3Em,2qd)).(3)設(shè)粒子從A點到第一次經(jīng)過y軸的時間為t1,則由eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)=d解得t1=eq\r(\f(2dm,Eq))粒子第一次經(jīng)過y軸到第二次經(jīng)過y軸,在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,由幾何關(guān)系可知粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t2=eq\f(T,3)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期T=eq\f(2πm,qB)解得t2=eq\f(2π,9)eq\r(\f(6dm,Eq))粒子第二次經(jīng)過y軸到第三次經(jīng)過y軸,在電場中運(yùn)動的時間t3=eq\f(2vx,a)=2eq\r(\f(2dm,Eq))=2t1所以粒子從A點運(yùn)動到第n次經(jīng)過y軸時的時間t=nt1+eq\f(n-1,2)t2=eq\b\lc\[\rc\](\a\

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