（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第4部分 题型专练 实验+中档计算题增分练（三）

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实验＋中档计算题增分练(三)(考试时间：30～40分钟　试卷满分：30分)13.(6分)某小组通过实验探究空气阻力的大小与运动速率的关系．实验中所使用的器材如下：铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、气球、毫米刻度尺、具有连拍功能的手机．其实验步骤如下∶A．测出气球及钩码的总重力G；B．吹好气球，用细绳将气球扎紧，另一端系上钩码；C．将刻度尺竖直固定在铁架台上，将气球(含钩码)从较高位置释放，使其经过刻度尺附近时能匀速下落；D．用手机连拍功能，拍摄气球匀速运动时的多张照片；E．计算出相邻两帧照片间重物下落的平均位移；F．改变所悬挂的钩码质量，重复以上步骤；G．记录并处理数据．请回答以下问题：(1)某次拍摄中的两张照片如图甲、乙．甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90 cm，图乙是甲之后的第2帧照片，由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为l＝_3.05__cm.(2)记录每次实验中气球(含钩码)重力G和相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l，如表所示．图丙中已描出了部分数据，请将其他数据描出并画出G­l关系图像．次数1234567重力G/(10－2N)4.55.56.57.58.59.510.5位移l(cm)13.6016.3019.8023.8026.6028.8032.80(3)根据图像，可以得到的结论是：_空气阻力的大小跟速率成正比__.【解析】　(1)甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90 cm，图乙中钩码下沿对应刻度尺的读数为7.00 cm，由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为l＝ cm＝3.05 cm.(2)画出G­l关系图像：(3)因匀速下落时重力与阻力相等，而相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l与下落的速率成正比，则根据图像，可以得到的结论是空气阻力的大小跟速率成正比．14.(8分)多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0 A、2.5 A两个挡位，电压有2.5 V、10 V两个挡位，欧姆表有两个挡位．(1)通过一个单刀多掷开关S，B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能．①图甲中B是_黑__(选填“红”或“黑”)表笔；②当S接触点_1__(选填“1、2、3、4、5、6”)时对应多用电表2.5 A挡；③当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，则E1_<__E2(选填“>”“<”或“＝”)；(2)实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻．器材还有：待测电源(电动势约为9 V)，定值电阻R0＝8.0 Ω，电阻箱一只．连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点_6__(选填“1、2、3、4、5、6”)；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的­图像如图丙所示，则电源电动势E＝_9.1__V，内阻r＝_2.0__Ω(结果保留两位有效数字)．【解析】　(1)①根据“红进黑出”的原则，电流从欧姆表内部电源正极流出，所以B应该是黑表笔．②电流表是通过表头并联电阻改装而成的，并联电阻越小，量程越大，所以2.5 A挡对应1.③在满偏电流相同的情况下，电源电动势越大，所测电阻就越大，当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，所以E1<E2.(2)多用表与变阻箱并联做电压表适用，电源电压约9.0 V，所以应该选用10 V的量程，S接6；由乙图可知E＝(R＋R0＋r)变换得＝·＋由图可知k＝＝＝1.1，b＝＝0.11解得E＝9.1 V，r＝2.0 Ω.15．(7分)某学习小组用如图甲所示装置测量当地的重力加速度．本实验所用器材有铁架台、电源、电磁铁、光电门、数字计时器、小球和刻度尺．实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁M，在电磁铁下方适当位置固定两个位置可调节的光电门A、B，A、B均与数字计时器N相连，小球与光电门A、B在同一竖直线上．(1)实验前先用游标卡尺测量小球的直径，测量结果如图乙所示，则小球的直径为d＝________cm.(2)接通电磁铁M的开关，吸住小球；测出两光电门的高度差h；断开M的开关，小球自由下落，数字计时器记录小球经过光电门A、B的时间分别为t1、t2，则可求得重力加速度g＝__________.(用测得的物理量符号表示)(3)若实验中发现光电门A出现故障，不能使用，则用剩余器材________(填“能”或“不能”)正确测得重力加速度．【答案】　(1)1.085　(2)　(3)能【解析】　(1)小球的直径为d＝10 mm＋17×0.05 mm＝10.85 mm＝1.085 cm.(2)小球通过光电门A、B的速度分别为v1＝，v2＝根据运动学公式，有v－v＝2gh联立解得g＝.(3)能，测出电磁铁吸引住小球时，小球下端到光电门的距离H，记录小球通过B光电门的时间t，则通过光电门B的速度为v＝根据运动学公式有v2＝2g联立解得g＝.16.(9分)2021年4月23日，首届成都国际工业博览会轨道交通馆内，一辆外形炫酷的新一代高速磁悬浮列车吸引不少眼球，这是我国研制的时速600公里新一代自主知识产权的高速磁浮列车，填补了航空与高铁速度的空白，如图所示．在某次制动性能测试中，列车先在平直轨道上以额定功率P由静止启动，经时间t达到最大速度v，之后匀速率进入水平面内的圆形转弯轨道．已知列车质量为m，运动中阻力恒定，重力加速度为g.(1)求列车由静止开始加速至最大速度v的过程通过的路程x；(2)为了使列车以速率v无侧向挤压通过弯轨道，轨道向内侧倾斜，倾斜角度为θ，求圆形轨道的设计半径r.【答案】　(1)vt－　(2)【解析】　(1)当机车达到最大速率时，牵引力等于阻力，则机车的额定功率P＝Fv＝fv对从静止开始的加速过程应用动能定理Pt－fx＝mv2联立得x＝vt－.(2)在弯轨道处，机车做匀速圆周运动，所受向心力为Fn＝受力分析如图所示，可知向心力由重力与弹力的合力来提供得Fn＝mgtan θ联立可得r＝.