第4部分 实验题、计算题专项练(二)(Word教参)-【衡中学案】2023老高考物理二轮总复习(老教材)

实验题、计算题专项练(二) (考试时间：30分钟　试卷满分：47分) 22．(5分)某同学用落体法测当地的重力加速度的实验装置如图所示，打点计时器所接交流电的频率为50 Hz (1)关于实验的操作要求，下列说法合理的是__AB__． A．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 B．释放纸带前保持纸带竖直 C．重物应选用体积大的物体 D．接通电源的同时释放纸带 (2)按正确的要求进行操作．打出一条纸带，选取连续打出的点迹清晰的部分，对计时点进行标号，如图乙所示，测出1、2点之间的距离x1＝3.96 cm，6、7点之间的距离x2＝2.02 cm，并标在纸带上，若打点时间间隔用T表示，则求重力加速度的表达式g＝____(用所给物理量的符号表示)；求得当地的重力加速度g＝__9.7__m/s2(结果保留2位有效数字) (3)请给出一条减小实验偶然误差的建议：__多次测量取平均值__． 【解析】　(1)打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上．A正确；释放纸带前保持纸带竖直，B正确；重物应选用质量大，体积小的物体，C错误；先接通电源后释放纸带，D错误，故选AB． (2)由逐差公式x1－x2＝5gT2 得g＝ 代入数据得g＝ m/s2＝9.7 m/s2． (3)请给出一条减小实验偶然误差的建议：多次测量取平均值． 23．(10分)要精确测量电阻Rx(阻值约为4 Ω)的阻值，某同学设计了如图甲所示的实验电路图． (1)除了待测电阻，根据实验电路图，实验室提供了以下器材：电源(电动势E约为3 V，内阻r＝2 Ω)，双量程电压表(内阻很大)一个(量程为“0～3 V”和“0～15 V”)，电阻箱R(0～99.9 Ω)一个，电键一个，导线若干； (2)按电路图连接好实物电路，其中电压表V应选用量程__0～3__V(填“0～3”或“0～15”)，闭合开关后，调节电阻箱，测出多组电压表V的示数U及对应的电阻箱的阻值R，作出-图象，得到图象如图乙所示，则被测电阻的阻值为Rx＝__4.4__Ω(保留2位有效数字)； (3)分析本实验的系统误差，由于存在电压表__分流__(填“分压”或“分流”)，使测得的电阻值相对于真实值偏__小__(填“大”或“小”)． 【解析】　(2)根据所给电源电动势约为3 V可知电压表V应选用量程0～3 V，从而使指针能够达到适当的偏转幅度以减小电压的读数误差．根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋(Rx＋r)　① 整理得＝·＋　② 由上式并结合图象可知斜率和纵截距分别为k＝＝ Ω/V b＝＝0.33 V－1 解得Rx≈4.4 Ω． (3)本实验的系统误差源于电压表分流，设电压表内阻为RV，则E＝U＋(Rx＋r)　③ 整理得＝·＋　④ 根据②式拟合图象时，可得Rx测＋r＝　⑤ 根据④式拟合图象时，可得Rx真＋r＝　⑥ 由于所作图象的斜率和纵截距是一定的，比较⑤⑥两式可知Rx测＜Rx真． 24．(12分)如图所示，光滑水平面上有质量为m、长为R的长木板紧靠在半径为R的光滑四分之一圆弧体左侧，圆弧体固定，长木板上表面和圆弧最低点的切线重合，质量为m的物块(可视为质点)以初速度v0＝(g为重力加速度)从左端滑上长木板，并刚滑到圆弧面的最高点，求： (1)物块与长木板间的动摩擦因数； (2)物块从圆弧体上返回到长木板后，相对长木板滑行的距离． 【答案】　(1)0.5　(2)R 【解析】　(1)根据题意，物块由开始运动到最高点的过程中，由动能定律有－μmgR－mgR＝0－mv 代入数据解得μ＝0.5 即物块与长木板间的动摩擦因数为0.5． (2)设物块由圆弧体最高点滑到最低点时速度为v1，由机械能守恒定律可得mgR＝mv 解得v1＝ 物块从圆弧体上返回到长木板后，由题意可知，最终物块和木板一起运动，设此时的速度为v2，相对长木板滑行的距离为x，由动量守恒定律有mv1＝2mv2 由能量守恒定律有mv－·2mv＝μmgx 联立解得x＝R 即物块从圆弧体上返回到长木板后，相对长木板滑行的距离为R． 25．(20分)如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，导轨间距为L＝1 m．导轨平面与水平面的夹角为θ＝37°，匀强磁场的磁感应强度大小B＝2T，ab、cd两金属棒放在导轨上与导轨垂直并处于静止状态，两金属棒的长均为L＝1 m，电阻均为5 Ω，质量均为0.5 kg，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2．若使金属棒ab以v1＝1 m/s的速度沿导轨向下匀速运动，则金属棒cd恰好要滑动；现使金属棒ab从静止开始向上做初速度为零的匀加速运动，加速度的大小为a＝8 m/s2，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，两金属棒与导轨间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0