（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練15 電學(xué)實(shí)驗

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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十五) 1．(2019·全國卷Ⅰ)某小組利用打點(diǎn)計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運(yùn)動進(jìn)行探究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點(diǎn)計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)未畫出．在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中，打點(diǎn)計時器最先打出的是____________________點(diǎn)．在打出C點(diǎn)時物塊的速度大小為________________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________________m/s2(保留2位有效數(shù)字)． [解析]　根據(jù)題述，物塊加速下滑，在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中，打點(diǎn)

2、計時器最先打出的是A點(diǎn)．根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可讀出，B點(diǎn)對應(yīng)的刻度為1.20 cm，C點(diǎn)對應(yīng)的刻度為3.15 cm，D點(diǎn)對應(yīng)的刻度為5.85 cm，E點(diǎn)對應(yīng)的刻度為9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.兩個相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的時間T＝5× s＝0.10 s，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得，打出C點(diǎn)時物塊的速度大小為vC＝≈0.233 m/s.由逐差法可得a＝，解得a＝0.75 m/s2. [答案]　A　0.233　0.75 2．(2019·江蘇卷)某興趣小組用下圖所示的裝置驗證動能定理．

3、 (1)有兩種工作頻率均為50 Hz的打點(diǎn)計時器供實(shí)驗選用： A．電磁打點(diǎn)計時器 B．電火花打點(diǎn)計時器 為使紙帶在運(yùn)動時受到的阻力較小，應(yīng)選擇________________(選填“A”或“B”)． (2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計時器的限位孔．實(shí)驗中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動．同學(xué)甲認(rèn)為此時摩擦力的影響已得到消除．同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動．看法正確的同學(xué)是________________(選填“甲”或“乙”)． (3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點(diǎn)計時器電

4、源，松開小車，小車運(yùn)動．紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如下圖所示．圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝________________m/s. (4)測出小車的質(zhì)量為M，再測出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L.小車動能的變化量可用ΔEk＝Mv算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g.實(shí)驗中，小車的質(zhì)量應(yīng)________________(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次測量，若W與ΔEk均基本相等則驗證了動能定理． [解析]　(1)電火花打點(diǎn)計時器對紙帶的阻力小于電磁打點(diǎn)計時器對紙帶的阻力，實(shí)驗時誤差小，故選B.

5、(2)在砝碼盤中慢慢加入沙子直至小車開始運(yùn)動，小車從靜止開始做加速運(yùn)動，此時砝碼盤和沙子的總重力大于小車與長木板間的滑動摩擦力，平衡摩擦力過度；輕推小車，小車做勻速運(yùn)動，根據(jù)平衡條件可知，此時砝碼盤和沙子的總重力等于小車與長木板間的滑動摩擦力大小，消除了摩擦力的影響，看法正確的是同學(xué)乙．(3)在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度．用刻度尺量出A左側(cè)第一個點(diǎn)與A右側(cè)第一個點(diǎn)之間的距離l＝1.24 cm，再除以0.02 s×2＝0.04 s，可得vA＝0.31 m/s.(4)本實(shí)驗中砝碼的重力近似等于小車所受的拉力．只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤、砝碼以及沙子的總質(zhì)量時，才

6、可以將砝碼的重力當(dāng)成小車受到的合外力． [答案]　(1)B　(2)乙　(3)0.31(0.30～0.33都算對)　(4)遠(yuǎn)大于 3．(2019·武漢市示范高中聯(lián)考)橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)．理論與實(shí)際都表明k＝，其中Y是一個由材料決定的常量． (1)在國際單位中，Y的單位應(yīng)該是________________． A．N B．m C. D. (2)某同學(xué)通過實(shí)驗測得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖像如圖所示．由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________________N/

7、m.(保留兩位有效數(shù)字) [解析]　(1)根據(jù)表達(dá)式k＝可知Y＝，勁度系數(shù)k的單位為N/m，L的單位為m，S的單位為m2，則Y的單位應(yīng)為N/m2，選項C正確．(2)由胡克定律可知，外力F與伸長量x之間的關(guān)系為F＝kx，外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖像的斜率等于勁度系數(shù)k，則橡皮筋的勁度系數(shù)k＝＝ N/m＝5.0×102 N/m. [答案]　(1)C　(2)5.0×102 4．(2019·陜西省部分學(xué)校摸底)某實(shí)驗小組的同學(xué)利用自由落體法驗證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗裝置如圖甲所示，該小組的同學(xué)完成了如下的操作： (1)首先利用螺旋測微器測出了小球的直徑，其示數(shù)如圖乙所示，則該小球的直徑

8、d＝________________cm. (2)將該小球由光電門1的正上方無初速度釋放，測得小球先后通過光電門1和光電門2所用的時間為Δt1和Δt2，則小球通過兩光電門的速度分別為v1＝________________，v2＝________________.(用所測量的物理量符號表示) (3)該小組的同學(xué)測出了兩光電門之間的距離為H，重力加速度用g表示，若小球的機(jī)械能守恒，則需要驗證的關(guān)系式為__________________________________________________．(用所測量的物理量符號表示) [解析]　(1)小球直徑：d＝3.5 mm＋0.01 mm×3

9、0.0＝3.800 mm＝0.3800 cm.(2)小球通過光電門1、2的速度分別為：v1＝、v2＝.(3)設(shè)小球質(zhì)量為m，在該過程中，小球的重力勢能減少量為mgH，小球的動能增加量為m2－m2，若小球的機(jī)械能守恒，則需要驗證的關(guān)系式為mgH＝m2－m2，即：2gH＝2－2. [答案]　(1)0.3800　(2)　　(3)2gH＝2－2 5．(2019·濟(jì)南市高三質(zhì)量評估)空間站中不能利用天平測量質(zhì)量，為此某同學(xué)為空間站設(shè)計了如圖(a)所示的實(shí)驗裝置，用來測量小球質(zhì)量．圖中彈簧固定在擋板上，光滑軌道B處裝有光電門，可以測量出小球經(jīng)過光電門所用的時間．該同學(xué)設(shè)計的主要實(shí)驗步驟如下： ①

10、用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d ②將彈簧左端固定在擋板上 ③小球與彈簧接觸并壓縮彈簧，記錄壓縮量x ④由靜止釋放小球，測量小球離開彈簧后經(jīng)過光電門所用的時間t ⑤改變彈簧的壓縮量，重復(fù)步驟③、④多次 ⑥分析數(shù)據(jù)，得出小球的質(zhì)量 已知彈簧彈性勢能Ep＝kx2，k為勁度系數(shù)，x為形變量．該同學(xué)使用了一個已知勁度系數(shù)為k0的彈簧進(jìn)行了上述實(shí)驗，請回答下列問題． (1)步驟①中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖(b)所示，小球的直徑d＝________________cm. (2)某一次步驟④中測得小球通過光電門所用的時間t為5.00 ms，則此次小球離開彈簧時的速度v＝________________

11、m/s. (3)根據(jù)實(shí)驗步驟中測得的物理量，可得小球的質(zhì)量m＝________________.(用實(shí)驗步驟①、③、④中測得的物理量和k0表示) [解析]　(1)由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm＝1.14 cm.(2)由于小球經(jīng)過光電門的時間極短，因此小球經(jīng)過光電門的平均速度可近似為瞬時速度，等于小球離開彈簧時的速度，則v＝＝ m/s＝2.28 m/s.(3)小球被彈開的過程，由能量守恒定律得k0x2＝mv2＝m2，解得m＝. [答案]　(1)1.14　(2)2.28　(3) 6．(2019·昆明市高三摸底)某小組的同學(xué)通過設(shè)計如下實(shí)驗

12、來驗證：“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的輕彈簧從形變量為x到恢復(fù)原長的過程中，彈力做的功為W＝kx2”的結(jié)論． (1)部分實(shí)驗步驟如下： A．將一輕彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌的左端，彈簧左端固定，讓彈簧處于自然狀態(tài)．在彈簧下面的氣墊導(dǎo)軌上水平固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度線與彈簧的左端剛好對齊，此時彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x1，如圖甲所示． B．用彈簧測力計拉著彈簧右端水平向右緩慢移動，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)為F時，彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x2，如圖乙所示(彈簧的形變在彈性限度內(nèi))．則此彈簧的勁度系數(shù)為________________． C．在水平氣墊導(dǎo)軌的右端合適位置安裝一

13、個光電門(光電門與彈簧最左端的距離大于x1)，如圖丙所示． D．用天平測得小車(帶有遮光條)的質(zhì)量為m，用螺旋測微器測得遮光條寬度d的結(jié)果如圖丁所示，則d＝________________mm. E．把小車置于氣墊導(dǎo)軌上，向左推小車使彈簧壓縮一段距離(彈簧與小車未拴接)，此時彈簧右端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x3，如圖丙所示(彈簧的形變在彈性限度內(nèi))．由靜止釋放小車，測得小車通過光電門時的遮光時間為Δt.小車經(jīng)過光電門時的速度大小為________________(用實(shí)驗中所測物理量的符號表示)． (2)在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)，若________________＝__________

14、______(用實(shí)驗中所測物理量的符號表示)，就可驗證彈力做的功W＝kx2的結(jié)論． (3)同學(xué)們在實(shí)驗過程中有如下討論，其中對減小實(shí)驗誤差有益的說法是________________． A．遮光條的寬度越小越好 B．把氣墊導(dǎo)軌左端墊起適當(dāng)高度來平衡摩擦力 C．計算彈簧勁度系數(shù)時，多次測量取平均值 D．向左推小車壓縮彈簧時，彈簧形變量越大越好 [解析]　(1)由題意知，彈簧的原長為x1，用彈簧測力計拉著彈簧緩慢向右移動至x2位置時，彈簧伸長了Δx＝x2－x1，根據(jù)胡克定律有F＝k·Δx＝k(x2－x1)，因此彈簧的勁度系數(shù)為k＝；螺旋測微器的讀數(shù)由兩部分構(gòu)成，即固定讀數(shù)＋可動讀數(shù)，所

15、以d＝2.5 mm＋17.0×0.01 mm＝2.670 mm；由于遮光條較窄，因此可以用小車通過遮光條的平均速度來代替通過光電門的瞬時速度，所以有v＝.(2)小車的動能是由彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，由能量守恒知，在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)，若·(x1－x3)2＝m2，則說明彈力做的功為W＝kx2.(3)遮光條的寬度適當(dāng)?shù)男∮欣跍p小實(shí)驗誤差，但并不是越小越好，因為寬度太小會導(dǎo)致測量誤差增大，選項A錯誤；應(yīng)用氣墊導(dǎo)軌時不需要平衡摩擦力，選項B錯誤；計算彈簧的勁度系數(shù)時，多次測量有利于減小實(shí)驗誤差，選項C正確；在實(shí)際操作時，向左推小車壓縮彈簧時，彈簧形變量太大，彈簧可能無法完全恢復(fù)原狀，選項D錯誤． [答案]　(1)B.　D．2.670　E.　 (2)·(x1－x3)2　m2　(3)C 6