第三部分 实验题定时训练二-【创新教程】2024高考物理总复习大二轮专题增分方案教师用书word（新教材）

实验题定时训练二 (限时：15分钟) 1．(2023·湖南省名校联盟开学考)小鱼同学用身边的学习用品探究橡皮筋的劲度系数k，进行了下面的操作：将橡皮筋上端固定在竖直面内的白纸上的O点，下端打结，在结点P处挂上质量为m＝20 g的橡皮，记下静止后结点的位置P1.在结点P系上一根细线，并通过水平细线将橡皮在纸面内缓慢拉起，如图甲所示；再记录结点P的四次不同位置．小鱼取下白纸，以O点为圆心、以橡皮筋原长L0为半径画圆弧，如图乙所示．连接OP2，与圆弧交于A2，并过A2作OP1的垂线，垂足为B2.分别测出A2、P2的距离x2和O、B2的距离y2.同样测得其余四个位置对应的x、y值，如下表所示，其中g取9.8 m/s2. 序号 1 2 3 4 5 x/cm 0.70 0.83 1.08 1.27 1.51 y/cm 4.51 3.80 2.97 2.48 2.09 cm－1 0.222 0.263 0.336 0.403 0.478 请完成下列问题： (1)用mg、x、y、L0表示橡皮筋的劲度系数k＝　　_________　　； (2)作出如图丙所示的图像，则可求得k＝　　_________　　 N/cm(保留两位有效数字)； (3)若小鱼标记好P5后，通过水平线将橡皮擦缓慢放回到最低点过程中，再次测得五组不同数据，算出相应的k＇，则k　　__________　　k＇(填“＞”“＜”或“＝”)． 4 学科网（北京）股份有限公司 解析：(1)设橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为mg，结点P在竖直拉力(橡皮重力mg)、橡皮筋拉力T和水平拉力F作用下处于平衡状态，满足图示关系：则cos θ＝，而cos θ＝，T＝kx，联立得k＝. (2)由第一问可知＝x， 由图丙可求得图像斜率＝0.32， 又根据纵轴截距为橡皮筋OP段原长的倒数，即 L0＝ cm≈4.5 cm，综上可得k＝0.28 N/cm. (3)测出五组数据后，橡皮筋恢复原状能力比弹簧要差些，恢复原状时长度会比L0稍大．通过水平线将橡皮擦缓慢放回到最低点过程中，再次测得五组不同数据，实际计算中仍用原来的L0计算x，使得x计算值偏大，从而使k′偏小，故有k＞k′. 答案：(1)　(2)0.28　(3)＞ 2．物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，用一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑片P与电阻丝始终接触良好．实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U­I图像和如图丙所示的­x图像．则： 4 学科网（北京）股份有限公司 (1)电源的电动势E＝　　________　　 V；内阻r＝　　________　　 Ω(结果保留2位有效数字)． (2)已知电阻丝的横截面积S＝1.0×10－7 m2，电阻丝的电阻率ρ为　　________　　 Ω·m，电流表内阻为　　________　　 Ω(结果保留2位有效数字)． (3)通过本实验方案测得的电源电动势　　________　　真实值，电源内阻　　________　　真实值(均选填“大于”“等于”或“小于”)． 解析：(1)由图甲所示电路图可知，U＝E－I(r＋R0)，结合图乙所示图线可知，电源电动势E＝3.0 V，图线的斜率k＝－(r＋R0)＝＝ Ω，解得电源内阻r＝1.0 Ω. (2)由图甲电路图及欧姆定律得：R电阻丝＋RA＝，又根据电阻定律得：R电阻丝＝ρ，整理得：＝x＋RA，则－x图像的斜率k＝＝ Ω/m，解得ρ＝kS＝9.8×10－7 Ω·m，图像的纵轴截距b＝RA＝2.0 Ω. (3)由图甲所示电路图可知，由于电压表的分流作用，有E＝U＋(r＋R0)，则U＝E－I，与U＝E－I(r＋R0)比较可知，电源电动势与内阻的测量值都小于真实值． 答案：(1)3.0　1.0　(2)9.8×10－7　2.0 (3)小于　小于 4 学科网（北京）股份有限公司 $$