2023版高中物理二轮复习 实验题15分保分练2

实验题15分保分练(二)(时间：15分钟分值：15分)1．(6分)某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图甲所示。在贴有白纸的竖直板上，有一水平细杆MN，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B，传感器与计算机相连接。两条不可伸长的轻质细绳AC、BC(AC>BC)的一端结于C点，另一端分别与传感器A、B相连。结点C下方用轻细绳悬挂重力为G的钩码D。实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离d，传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力F随距离d的变化图线。A、B间的距离每增加0.2m，就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置。则在本次实验中，所用钩码的重力G＝________N；当A、B间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA＝________N；实验中记录A、B、C点位置的目的是____________________。[解析]根据题意，由于AC>BC，所以刚开始分开的时候，只有BC绳有拉力，而且其拉力大小等于物体的重力，由图乙知G＝30N，由图分析可以知道图线Ⅱ为AC绳拉力的图象，则当A、B间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA＝18N；实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳的张力的方向，从而便于画出平行四边形。[答案]3018记录AC、BC绳张力的方向2．(9分)市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现不合格的原因有两个，一个是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但导体横截面积较小。某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格。小组成员查阅资料得知，纯铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m。现取横截面积约为1mm2、长度为100m(真实长度)的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：A．电源(电动势约为5V，内阻不计)B．待测长度为100m的铜电线，横截面积约为1mm2C．电压表V1(量程为0～3V，内阻约为0.5kΩ)D．电压表V2(量程为0～5V，内阻约为3kΩ)E．电阻箱R(阻值范围为0～999.9Ω)F．定值电阻R0＝1ΩG．开关、导线若干(1)小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图甲所示，则d＝________mm。(2)小组设计的测量电路如图乙所示，则P是________，N是________，(填器材名称及对应符号)通过实验作出的图象如图丙所示。(3)图乙电路测得的铜电线的电阻测量值比真实值________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)，原因是_____________________。(4)这捆铜电线的电阻率ρ＝________(结果保留三位有效数字)；从铜电线自身角度考虑，你认为电阻率大的可能原因是________________________。[解析](1)铜电线的直径d＝1mm＋12.5×0.01mm＝1.125mm。(2)P测量的电压大于N测量的电压，故P是电压表V2，N是电压表V1。(3)偏大，由于没考虑电压表V1的分流作用，使测得的铜电线的电阻偏大。(4)分析电路可知，通过铜电线的电流Ix＝IR＝eq\f(U1,R)，Rx＝eq\f(U2－U1,Ix)＝eq\f(U2－U1,U1)R＝，整理得eq\f(U2,U1)＝1＋Rx·eq\f(1,R)，根据题图丙可知斜率k＝Rx＝eq\f(7.50－1.00,2.50－0)Ω＝2.60Ω，S＝πr2＝πeq\f(d,2)2＝0.994mm2，ρ＝eq\f(RxS,L)＝eq\f(2.60×0.994×10－6,100)Ω·m＝2.58×10－8Ω·m，故这捆铜导线的电阻率达不到要求，使用的有可能是再生铜或