新教材适用2024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

这是一份新教材适用2024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，共4页。试卷主要包含了084__J、_0等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示为某小组验证机械能守恒定律的实验装置。将圆柱体重锤从A点由静止释放，当重锤沿竖直面做圆周运动经过装置E时，E能够同时记录此时重锤相对于最低点的高度h和重锤遮挡光电门的时间t。沿圆周改变装置E的位置，每次都将重锤从A点由静止释放，获得多组数据。已知重锤的质量m＝100 g，直径为d，重力加速度g＝9.8 m/s2，取重锤运动的最低点为零势能点，回答下列问题：
(1)重锤经过装置E时的瞬时速度大小可表示为eq \f(d,t) (用d、t表示)
(2)若两次实验记录的高度分别为h1、h2，时间分别为t1、t2，则验证重锤的机械能守恒的表达式为mgh1＋eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t2)))2 (用题中已知量的符号表示)；
(3)以下是4次实验处理的数据，请补充完整第2次实验中的两个数值_0.084__J(势能)、_0.144__J(机械能)；
(4)分析数据得出实验结论。
【解析】 (1)重锤经过装置E时的瞬时速度大小可表示为v＝eq \f(d,t)。
(2)重锤的机械能守恒的表达式为mgh1＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)＝mgh2＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,2)
即mgh1＋eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t1)))2＝mgh2＋eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t2)))2。
(3)势能Ep＝mgh＝0.1×9.8×0.086 J＝0.084 J
机械能E＝Ep＋Ek＝0.084 J＋0.060 J＝0.144 J。
2.某小组要测量图甲电路中的电流，需要在电路中串联电流表，如图乙所示，由于电流表存在内阻，从而引起电流测量误差。为消除电表内阻的影响，该小组采用图丙所示的电路，由电源E′、滑动变阻器R′和电流表A组成补偿电路，调节滑动变阻器R′，使灵敏电流计G的示数为零，电流表A的示数即图甲电路中的待测电流。
该小组想在图丙中添加一电压表，进一步测量电源E的电动势和内阻。
(1)请你将电压表接入电路中的合适位置；
(2)闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器R和R′，使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和U1；
(3)改变滑动变阻器R和R′的阻值，重新使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2；
(4)电源的电动势E＝eq \f(U1I2－U2I1,I2－I1) ，内阻r＝eq \f(U1－U2,I2－I1) (用I1、I2、U1和U2表示)；
(5)不考虑偶然误差，电动势的测量值_＝__真实值，内阻的测量值_＝__真实值(填“>”“<”或“＝”)。
【答案】 (1)见解析图
【解析】 (1)测量电源E的电动势和内阻，需用电压表测量甲图电路中的路端电压，所以电压表与滑动变阻器R并联，如图。
(4)由闭合电路欧姆定律
E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
联立解得E＝eq \f(U1I2－U2I1,I2－I1)
r＝eq \f(U1－U2,I2－I1)。
(5)图丙中，由于灵敏电流计G的示数为零，所以电压表所测电压即为电源E的路端电压；由题意可得电流表所测电流即为干路电流，所以不考虑偶然误差，电源电动势的测量值等于其真实值，电源内阻的测量值也等于其真实值。
3.一个汽缸固定在倾角θ＝30°的斜面上，内部横截面积S＝20 cm2，底端装有阀门A。用质量m＝1 kg的活塞B和不计质量的活塞C，封闭Ⅰ、Ⅱ两部分空气，初始时AB、BC之间的距离均为L＝10 cm。向下压活塞C，使其缓慢移动d＝2 cm，要保持B静止不动，需通过阀门A向里充入空气，求所充入空气的质量与AB之间原有空气质量之比。封闭的空气可视为理想气体，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，且不漏气，整个过程温度不变，外界大气压强p0＝1×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。
【答案】 eq \f(m入,m原)＝eq \f(10,41)
【解析】 对Ⅱ，由玻意耳定律可得p0LS＝p1(L－d)S
开始时对活塞B有mgsin θ＋p0S＝p2S
移动后对活塞B有mgsin θ＋p1S＝p3S
设充入空气体积为V，则有p2LS＋p0V＝p3LS
则有充入空气的质量与AB之间原有空气质量之比
eq \f(m入,m原)＝eq \f(p0V,p2LS)
代入数据解得eq \f(m入,m原)＝eq \f(10,41)。
4.如图所示，光滑的水平地面上固定一倾角为37°的斜面，斜面顶端固定一光滑定滑轮。轻绳跨过定滑轮连接A、B两小滑块，A、B分别静止于斜面和地面上，左侧轻绳平行于斜面，右侧轻绳竖直且长度为2 m。现给B一水平向右3 m/s的初速度，当B向右运动1.5 m时，A的速度大小为1.2 m/s，A、B的质量比为12，重力加速度取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：
(1)此时B的速度大小；
(2)A与斜面间的动摩擦因数。
【答案】 (1)vB＝2 m/s (2)μ＝0.32
【解析】 (1)设当B向右运动1.5 m时，定滑轮与B之间的绳子与水平地面之间的夹角为α，
则有tan α＝eq \f(2,1.5)＝eq \f(4,3)
可知α＝53°
将此刻B的速度进行分解，如图所示
可知vA＝vBcs α
解得vB＝2 m/s。
(2)当B向右运动1.5 m时，A沿斜面向上移动的距离
d＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,sin α)－2))m＝0.5 m
设A的质量为m，则A受到斜面的摩擦力大小为Ff＝μmgcs 37°
A、B的质量比为12，则B的质量为2m，A的初速度为零，B的初速度为v0＝3 m/s
根据动能定理有－mgdsin 37°－Ffd＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)＋eq \f(1,2)×2m×veq \\al(2,B)－eq \f(1,2)×2m×veq \\al(2,0)
解得μ＝0.32。
次数
高度
h(m)
速度
v( m/s)
势能
(J)
动能
(J)
机械能
(J)
1
0.102
0.960
0.100
0.046
0.146
2
0.086
1.092
0.060
3
0.063
1.275
0.062
0.081
0.143
4
0.039
1.439
0.038
0.104
0.142