老高考适用2023版高考物理二轮总复习第4部分题型专练实验题计算题专项练2

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50Hz(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＝3.96cm，6、7点之间的距离x2＝2.02cm，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＝__eq\f(x1－x2,5T2)__(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＝eq\f(x1－x2,5T2)代入数据得g＝eq\f(3.96－2.02×0.01,5×0.022)m/s2＝9.7m/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4Ω)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3V，内阻r＝2Ω)，双量程电压表(内阻很大)一个(量程为“0～3V”和“0～15V”)，电阻箱R(0～99.9Ω)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eq\f(1,U)-eq\f(1,R)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3V可知电压表V应选用量程0～3V，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＋eq\f(U,R)(Rx＋r)①整理得eq\f(1,U)＝eq\f(Rx＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)②由上式并结合图象可知斜率和纵截距分别为k＝eq\f(Rx＋r,E)＝eq\f(0.5－0.33,0.08)Ω/Vb＝eq\f(1,E)＝0.33V－1解得Rx≈4.4Ω．(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＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,R)＋\f(U,RV)))(Rx＋r)③整理得eq\f(1,U)＝eq\f(Rx＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Rx＋r,RV)))④根据②式拟合图象时，可得Rx测＋r＝eq\f(k,b)⑤根据④式拟合图象时，可得Rx真＋r＝eq\f(kRV,bRV－k)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＝eq\r(3gR)(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－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)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＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)解得v1＝eq\r(2gR)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eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,2)＝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＝1m．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＝1m，电阻均为5Ω，质量均为0.5kg，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2．若使金属棒ab以v1＝1m/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＝8m/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，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求∶(1)金属棒与导轨间动摩擦因数的大小；(2)从静止开始，金属棒ab向上加速运动多少时间，金属棒cd刚好要滑动，(3)已知金属棒ab向上匀加速运动至金属棒cd刚好要滑动的过程中，拉力对金属棒ab所做的功W＝234.04J．则此过程中，金属棒cd中通过的电量及产生的焦耳热的大小．【答案】(1)0.85(2)2s(3)3.2C34J【解析】(1)金属棒ab以v1＝1m/s的速度沿导轨向下匀速运动，金属棒cd恰好要滑动，电流I＝eq\f(BLv1,2R)对金属棒cdmgsinθ＋BIL＝μmgcosθ解得μ＝0.85．(2)从静止开始，金属棒ab向上加速运动，金属棒cd刚好要滑动时，mgsinθ＋μmgcosθ＝BI1L解得I1＝3.2A根据I1＝eq\f(BLv2,2R)解得v2＝16m/s根据v2＝at解得t＝2s．(3)金属棒ab位移x＝eq\f(1,2)at2＝