2022届高考物理二轮复习实验题专项练五含解析

实验题专项练(五)

1.(2021广东高三二模)利用“牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。

实验器材:两个半径相同的球1和球2、细线若干、坐标纸、刻度尺。

实验步骤:

(1)测量小球1、2的质量分别为m1、m2,将小球用细线悬挂于水平支架上,各悬点位于同一水平面,如图甲所示。

(2)将坐标纸竖直固定在一个水平支架上,使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A,由静止释放,在垂直坐标纸的方向用手机高速连拍。

(3)分析连拍照片得出,球1从A点由静止释放,在最低点与球2发生水平方向的正碰,球1反弹后到达的最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C,如图乙所示。已知重力加速度为g,碰前球1的动量大小为　　　　　　　　　　　。若满足关系式　　　　　　　　　　　　　　　　,则可验证碰撞中动量守恒。 

(4)与用一根细线悬挂小球相比,本实验采用双线的优点是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

2.(2021安徽淮南高三二模)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻,同时测出未知电阻Rx的值。实验室提供的器材如下:

甲

A.待测电源

B.待测电阻Rx

C.电阻箱R(0~999.9 Ω)

D.电压表V1(量程6 V,内阻约2 kΩ)

E.电压表V2(量程3 V,内阻约1 kΩ)

乙

丙

该同学实验过程如下:

(1)按图甲连接好电路。

(2)合上开关,调节电阻箱R的值,让两个电压表V1和V2有合适的读数U1与U2,并将R、U1和U2的值填在设计好的表格中(表格未画出)。

(3)重复实验步骤②多次,得到多组电阻箱R的阻值和电压表V1、V2的读数。

(4)如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值,实验结果的图象如图乙所示,则待测电源电动势为　　　　V,内阻为　　　　　 Ω(均保留两位有效数字)。通过对实验原理的分析,发现存在一定的系统误差,其结果是:电动势测量值比真实值　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻测量值比真实值　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”),其原因是:　。 

(5)如果纵坐标表示两个电压表读数之比,横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图象如图丙所示。则待测电阻=　　　　　 Ω(保留两位有效数字)。由于电压表V2的分流作用,待测电阻的测量值比真实值　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 

丁

(6)为消除电压表V2的分流作用给实验带来的误差,实验时可以引入辅助电源,如图丁所示,E'为辅助电源,调节电路中的两个滑动变阻器,使通过灵敏电流计G的电流为0,读出此时电压表V1读数为1.78 V,电流表A读数为0.22 A,则待测电阻的准确值=　　　　　 Ω(保留两位有效数字)。 

(7)整理实验器材。

实验题专项练(五)

1.答案(3)3m1　2m1=m2　(4)见解析

解析(3)对小球1,根据动能定理得m1g·9d=m1

碰前动量为p1=m1v1=3m1

碰后小球1、2的速度分别为v1'=-,v2=2

如果动量守恒,则满足m1v1=m1v1'+m2v2

即2m1=m2。

(4)双线能使小球运动更稳定,使得小球的运动轨迹在同一竖直平面内。

2.答案(4)6.0　6.0　偏小　偏小　电压表V1的分流作用　(5)8.0　偏小　(6)8.1

解析(4)图线反映的是电源的特性,由图象可知电动势为6.0V;

图线斜率等于内阻,则内阻r=Ω=6.0Ω;

电源电动势的测量值等于纵轴截距,即断路时,V1测得的是电源两端的电压,由于电压表V1的分流作用,这个值小于电源的电动势,即测量值偏小;

由于电压表V1的分流作用,小于通过电源的电流,所以内阻的测量值小于真实值。

(5)根据串联电路的分压原理可知

故=1+

根据图象斜率k=

可得Rx=8.0Ω

电压表V2的分流作用使得待测电阻Rx的测量值比真实值偏小。

(6)实验时引入辅助电源E',当辅助回路和测量回路的电流相等时灵敏电流计G中无电流,则Rx=Ω=8.1Ω。