“2实验＋1计算”中档大题满分练(三)（Word练习）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

“2实验＋1计算”中档大题满分练(三) 1．(6分)某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示。框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小钢球由静止释放，当小钢球先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1和v2。小组成员保证光电门2的位置不变，多次改变光电门1的位置，得到多组x1和v1的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 (1)用20分度的游标卡尺测量小钢球的直径，如图丙所示，该小钢球的直径是________mm。 (2)下面关于减小重力加速度的测量误差的说法中正确的是________。 A．光电门1的位置尽可能靠近刻度尺零刻度 B．光电门1的位置不能太靠近光电门2 C．换用大小相同但密度较小的小塑料球完成此实验，对测量结果没有影响 (3)当地的重力加速度为________(用k表示)。 (4)撤掉光电门1，也能测出当地的重力加速度。考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，利用x2和v2的数据测出的当地重力加速度比原方案相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析：(1)小钢球的直径是6 mm＋0.05 mm×14＝6.70 mm； (2)光电门1的位置若靠近刻度尺零刻度，则小球经过光电门1时的速度过小，对速度的测量产生的误差会较大，选项A错误；若光电门1靠近光电门2，会影响高度差的测量，会产生误差，选项B正确；换用大小相同但密度较小的小塑料球完成此实验，空气的阻力影响会过大，对测量结果会有影响，选项C错误。 (3)根据速度位移关系式得v22－v12＝2g(x2－x1)，知图线的斜率k＝2g，则重力加速度g＝k； (4)考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则会对小球产生向上的吸引力，使得重力加速度测量值偏小。 答案：(1)6.70　(2)B　(3)k　(4)偏小 2．(9分)为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R，实验室提供以下器材：待测线圈L(阻值约为5 Ω)，电流表A1(量程3.0 A，内阻r1约为0.2 Ω)，电流表A2(量程0.6 A，内阻r2＝1.0 Ω)，滑动变阻器R(0～10 Ω)，电压表V(量程3 V，内阻约为2 kΩ)，电阻箱R2(0～99.9 Ω)，电源E(电动势E约为3 V，内阻很小)，单刀单掷开关S1、S2，导线若干。 (1)某实验小组按如图(a)所示的电路测量线圈L的直流电阻RL。实验主要步骤如下： ①按电路图连接好电路，断开开关S1、S2，滑动变阻器R1的滑片移至________(选填“左”或者“右”)端； ②闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R的滑片至适当位置，记下电流表A2的示数为I2，电压表V的示数为U，线圈L的直流电阻的测量值的计算式为RL＝______； ③测量完后，应先断开开关S2，再断开开关S1，其理由是__________________________________。 (2)若只提供一个开关S1，为避免自感现象对电表的影响，经讨论，同学们认为可以利用两个电流表和一个电阻箱达到测量的目的。图(b)方框中已画了部分电路，请根据你的设计，在方框中完成电路图。 解析：(1)①连接好电路后，由于滑动变阻器采用限流式，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最右端。 ②根据电路结构特点和闭合电路的欧姆定律可得线圈L的直流电阻的测量值的计算式为RL＝－r2。 ③实验结束时为防止自感现象损坏电压表，应先断开开关S2，后断开开关S1。 (2)由于待测线圈L的阻值约为5 Ω，电源电动势约为3 V，流过待测线圈L的电流约为I＝＝0.6 A，所以选电流表A2(量程0.6 A，内阻r2＝1.0 Ω)测量待测线圈L的电流，由于只提供一个开关S1，为了防止测量自感系数很大的线圈断电产生的大自感电流烧坏电表，所以当开关S1断开时，电流表与一个电阻箱串联，来保护电流表A2；若电阻箱串联在待测线圈L的支路上，会使待测线圈L的支路的电流过小造成误差，所以电阻箱并联在待测线圈L两端；电阻箱并联在待测线圈L两端时，可用电阻箱间接来测待测线圈L两端的电压，在干路上串联一个电流表A1即可，所以电路如图所示。 答案：(1)①右　②－r2　③若先断开S1，则由于断电自感现象，电压表会烧坏　(2)见解析图 3．(12分)如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝20 N/C，同时存在着垂直纸面向里的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B＝4 T。 有一带正电的