新教材適用2024版高考物理二輪總復(fù)習(xí)第4部分題型專練實(shí)驗(yàn) 中檔計(jì)算題增分練三

第四部分實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(三)1.如圖所示為某小組驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。將圓柱體重錘從A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)重錘沿豎直面做圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過裝置E時(shí)，E能夠同時(shí)記錄此時(shí)重錘相對(duì)于最低點(diǎn)的高度h和重錘遮擋光電門的時(shí)間t。沿圓周改變裝置E的位置，每次都將重錘從A點(diǎn)由靜止釋放，獲得多組數(shù)據(jù)。已知重錘的質(zhì)量m＝100g，直徑為d，重力加速度g＝9.8m/s2，取重錘運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，回答下列問題：(1)重錘經(jīng)過裝置E時(shí)的瞬時(shí)速度大小可表示為eq\f(d,t)(用d、t表示)(2)若兩次實(shí)驗(yàn)記錄的高度分別為h1、h2，時(shí)間分別為t1、t2，則驗(yàn)證重錘的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgh1＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2(用題中已知量的符號(hào)表示)；(3)以下是4次實(shí)驗(yàn)處理的數(shù)據(jù)，請(qǐng)補(bǔ)充完整第2次實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)數(shù)值_0.084__J(勢能)、_0.144__J(機(jī)械能)；次數(shù)高度h(m)速度v(m/s)勢能(J)動(dòng)能(J)機(jī)械能(J)10.1020.9600.1000.0460.14620.0861.0920.06030.0631.2750.0620.0810.14340.0391.4390.0380.1040.142(4)分析數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！窘馕觥?1)重錘經(jīng)過裝置E時(shí)的瞬時(shí)速度大小可表示為v＝eq\f(d,t)。(2)重錘的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)即mgh1＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2。(3)勢能Ep＝mgh＝0.1×9.8×0.086J＝0.084J機(jī)械能E＝Ep＋Ek＝0.084J＋0.060J＝0.144J。2.某小組要測量圖甲電路中的電流，需要在電路中串聯(lián)電流表，如圖乙所示，由于電流表存在內(nèi)阻，從而引起電流測量誤差。為消除電表內(nèi)阻的影響，該小組采用圖丙所示的電路，由電源E′、滑動(dòng)變阻器R′和電流表A組成補(bǔ)償電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′，使靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零，電流表A的示數(shù)即圖甲電路中的待測電流。該小組想在圖丙中添加一電壓表，進(jìn)一步測量電源E的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。(1)請(qǐng)你將電壓表接入電路中的合適位置；(2)閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和R′，使靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I1和U1；(3)改變滑動(dòng)變阻器R和R′的阻值，重新使靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I2和U2；(4)電源的電動(dòng)勢E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)，內(nèi)阻r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)(用I1、I2、U1和U2表示)；(5)不考慮偶然誤差，電動(dòng)勢的測量值_＝__真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值_＝__真實(shí)值(填“>”“<”或“＝”)?！敬鸢浮?1)見解析圖【解析】(1)測量電源E的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，需用電壓表測量甲圖電路中的路端電壓，所以電壓表與滑動(dòng)變阻器R并聯(lián)，如圖。(4)由閉合電路歐姆定律E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r聯(lián)立解得E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)。(5)圖丙中，由于靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零，所以電壓表所測電壓即為電源E的路端電壓；由題意可得電流表所測電流即為干路電流，所以不考慮偶然誤差，電源電動(dòng)勢的測量值等于其真實(shí)值，電源內(nèi)阻的測量值也等于其真實(shí)值。3.一個(gè)汽缸固定在傾角θ＝30°的斜面上，內(nèi)部橫截面積S＝20cm2，底端裝有閥門A。用質(zhì)量m＝1kg的活塞B和不計(jì)質(zhì)量的活塞C，封閉Ⅰ、Ⅱ兩部分空氣，初始時(shí)AB、BC之間的距離均為L＝10cm。向下壓活塞C，使其緩慢移動(dòng)d＝2cm，要保持B靜止不動(dòng)，需通過閥門A向里充入空氣，求所充入空氣的質(zhì)量與AB之間原有空氣質(zhì)量之比。封閉的空氣可視為理想氣體，活塞與汽缸間的摩擦忽略不計(jì)，且不漏氣，整個(gè)過程溫度不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2?！敬鸢浮縠q\f(m入,m原)＝eq\f(10,41)【解析】對(duì)Ⅱ，由玻意耳定律可得p0LS＝p1(L－d)S開始時(shí)對(duì)活塞B有mgsinθ＋p0S＝p2S移動(dòng)后對(duì)活塞B有mgsinθ＋p1S＝p3S設(shè)充入空氣體積為V，則有p2LS＋p0V＝p3LS則有充入空氣的質(zhì)量與AB之間原有空氣質(zhì)量之比eq\f(m入,m原)＝eq\f(p0V,p2LS)代入數(shù)據(jù)解得eq\f(m入,m原)＝eq\f(10,41)。4.如圖所示，光滑的水平地面上固定一傾角為37°的斜面，斜面頂端固定一光滑定滑輪。輕繩跨過定滑輪連接A、B兩小滑塊，A、B分別靜止于斜面和地面上，左側(cè)輕繩平行于斜面，右側(cè)輕繩豎直且長度為2m?，F(xiàn)給B一水平向右3m/s的初速度，當(dāng)B向右運(yùn)動(dòng)1.5m時(shí)，A的速度大小為1.2m/s，A、B的質(zhì)量比為12，重力加速度取10m/s2，sin37°＝0.6，求：(1)此時(shí)B的速度大??；(2)A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?！敬鸢浮?1)vB＝2m/s(2)μ＝0.32【解析】(1)設(shè)當(dāng)B向右運(yùn)動(dòng)1.5m時(shí)，定滑輪與B之間的繩子與水平地面之間的夾角為α，則有tanα＝eq\f(2,1.5)＝eq\f(4,3)可知α＝53°將此刻B的速度進(jìn)行分解，如圖所示可知vA＝vBcosα解得vB＝2m/s。(2)當(dāng)B向右運(yùn)動(dòng)1.5m時(shí)，A沿斜面向上移動(dòng)的距離d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,sinα)－2))m＝0.5m設(shè)A的質(zhì)量為m，則A受到斜面的摩擦力大小為Ff＝μmgcos37°A、B的質(zhì)量比為12，則B的質(zhì)量為2m，A的初