高考物理二轮复习实验题、计算题专项练2含解析

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)用如图所示的装置可以验证动量守恒定律．上方装有等宽挡光片的滑块A和B，在相碰的端面上装有轻质的弹性碰撞架．

(1)实验前需要调节气垫导轨水平，将滑块A置于光电门1的左侧轨道，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2.若t1  ＝  t2(选填“>”、“＝”或“<”)，则说明气垫导轨水平．

(2)实验时，先将滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于光电门2的右侧，再给滑块A一个向右的初速度，给滑块B一个向左的初速度，两滑块在两光电门之间的某位置发生碰撞，然后各自弹回，滑块A第一次通过光电门1的挡光时间为tA，弹回时经过光电门1的挡光时间为t′A，滑块B第一次通过电门2的挡光时间为tB，弹回时经过光电门2的挡光时间为t′B.为完成该实验，下列必须测量的物理量或必要的操作有  AB  .

A．滑块A(带挡光片)的总质量m1

B．滑块B(带挡光片)的总质量m2

C．挡光片的宽度d

D．光电门1到光电门2的距离L

E．必须同时给滑块A、B初速度

F．两滑块碰撞时必须视为弹性碰撞

(3)若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为－＝　－　(用已知量和测量量的符号表示)．

【解析】　(1)当气垫导轨水平时，滑块A在导轨上做匀速直线运动，所以滑块A通过两光电门的时间相等，即t1＝t2.

(2)本实验需要验证动量守恒定律，所以在实验中必须要测量滑块A、B的总质量和碰撞前后的速率，速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解，挡光片的宽度可以在数据处理的过程中消去，所以不需要测量挡光片的宽度，故选项A、B正确，其他选项均错误．

(3)根据速度公式可知，碰前A的速度大小为、B的速度大小为，碰后A的速度大小为，B的速度大小为.设A碰撞前的运动方向为正方向，根据动量守恒定律可得，m1－m2＝m2－m1.

23．(10分)某同学准备测量一节干电池的电动势和内阻，他从实验室里借来如下实验器材：

A．电流表(量程为0.6 A，内阻约为0.5 Ω)；

B．电流表(量程为2 mA，内阻为100 Ω)；

C．电压表(量程为6 V，内阻约为10 kΩ)；

D．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω)；

E．电阻箱R2(最大阻值为999.9 Ω)；

F．开关、导线若干；

G．待测干电池．

(1)该同学发现电压表的量程太大，准备用电流表和电阻箱改装为一量程为2 V的电压表，则其应该选择的电流表是　　(选填“”或“”)，电阻箱接入电路的阻值R＝  900.0  Ω.

(2)正确选择器材后，请你帮助该同学在图甲中补充完整实验电路图．

(3)实验过程中，该同学多次调节滑动变阻器接入电路的阻值，得到电流表的示数I1和电流表的示数I2如图乙所示，根据该图线可得出该干电池的电动势E＝  1.45  V、内阻r＝  0.82  Ω.(结果均保留两位小数)

【答案】　(2)如图所示

【解析】　(1)要用已知精确内阻的电流表改装为电压表，所以选，电流表与电阻箱串联后改装为电压表，则有U＝I2m(r2＋R)，解得R＝900.0 Ω.

(3)由闭合电路的欧姆定律有E＝I2(r2＋R)＋(I1＋I2)r，由于I2≪I1，则有I2＝－I1＋，由题图乙可知，E＝1.45 V，r＝ Ω＝0.82 Ω.

24.(12分)如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限内有匀强电场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的点P(－l,0)垂直电场方向进入第二象限，已知其入射速度大小为v0、方向与x轴正方向成75°，该粒子恰好能从y轴上的点Q(0，l)进入第一象限内的匀强电场，且进入时的速度方向与第一象限内的电场方向相反，第一象限内匀强电场的电场强度大小E′＝.不计粒子受到的重力．求：

(1)第二象限内匀强电场的电场强度大小E；

(2)粒子从P点出发到第二次离开第二象限所经历的时间t′.

【答案】　(1)　(2)

【解析】　(1)粒子从P点射入第二象限后做类平抛运动，有

lsin 30°＝at2　①

lcos 30°＝v0t　②

a＝　③

解得E＝，t＝　④

(2)设粒子刚进入第一象限时的速度大小为v，则有

v2＝v＋(at)2　⑤

a′＝　⑥

粒子在第一象限内做匀减速运动的时间t1＝⑦　

由运动的对称性有t′＝2(t＋t1)　⑧

解得t′＝

25．(20分)如图所示，在光滑水平平台上放置一质量M＝2 kg、长l＝5 m的长木板A(上表面水平)，在长木板A的左端放有可视为质点的木块B，其质量m＝1 kg，平台的右端固定有高度和长木板厚度相等的挡板C(厚度不计)，开始时A、B均处于静止状态．t＝0时刻对木块B施加一方向水平向右、大小F＝16 N的恒定拉力，t＝1 s时撤去力F，此时长木板A的右端恰好运动到平台的右端，木块B恰好脱离长木板A水平拋出，之后木块B从D点沿切线无碰撞地落入光滑圆弧轨道DEG，并恰好能运动到圆弧轨道的最高点G，EG为圆弧轨道的竖直直径，DE段圆弧所对应的圆心角为53°，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，不计空气阻力．求：

(1)木块B在圆弧轨道最低点E时对轨道的压力大小；

(2)木块B在长木板A上表面滑动的过程中产生的内能；

(3)D点到平台边沿的水平距离．

【答案】　(1)60 N　(2)20 J　(3)19.2 m

【解析】　(1)木块B在最高点时有mg＝　①

木块B从最低点E运动到最高点G的过程中机械能守恒，则有

mv＝mv＋2mgr　②

木块B的最低点时，FN－mg＝　③

解得FN＝60 N　④

由牛顿第三定律可知，木块B对轨道的压力大小为60 N　⑤

(2)木块B在长木板A上表面滑动的过程中，由运动学公式有

l＝(aB－aA)t2　⑥

对A由牛顿第二定律有μmg＝MaA　⑦

对B由牛顿第二定律有F－μmg＝maB　⑧

可得μ＝0.4　⑨

由功能关系有μmgl＝Q　⑩

解得木块B在长木块A上表面滑运的过程中产生的内能Q＝20 J　⑪

(3)木块B从平台边沿飞出做平抛运动，初速度大小v0＝aBt＝12 m/s　⑫

木块B从D点沿切线进入圆弧轨道，则有

tan 53°＝　⑬

解得vDy＝16 m/s　⑭

由运动学公式可知，vDy＝gt1，xCD＝v0t1　⑮

解得xCD＝19.2 m