2020版高考物理三轮 实验题15分保分练4 Word版含解析

实验题15分保分练(四) (时间：15分钟　分值：15分) 1．(6分)如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在弹簧两端各放置一个金属小球(两球直径略小于管径且与弹簧不相连)，压缩弹簧并锁定。现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下述步骤进行实验： ①用天平测出1、2两球的质量分别为m1、m2； ②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h； ③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q。 回答下列问题。 (1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有_____。(已知重力加速度为g) A．弹簧的压缩量Δx B．两球的落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2 C．小球直径d D．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2 (2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为Ep＝_____。 (3)如果满足关系式_____，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒(用上述所测得的物理量来表示)。 [解析]　(1)弹簧的弹性势能等于两球的初动能之和，要求解两球的初动能必须知道两球的质量和各自弹射的初速度，由平抛运动规律，可知初速度公式为v0＝，故还需要测出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2，B项正确。 (2)因弹簧的弹性势能全部转化为两小球的初动能，故弹簧的弹性势能Ep＝m1v＋m2v＝＋＝＋。 (3)如果满足关系式m1v1＝m2v2，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒，因x1＝v1t1，x2＝v2t2，由平抛运动规律知，t1＝t2，故m1v1＝m2v2成立，即m1x1＝m2x2成立，则说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。 [答案]　(1)B　(2)＋　(3)m1x1＝m2x2 2．(9分)目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内阻： A．待测电瓶，电动势约为3 V，内阻约几欧姆 B．直流电压表V1、V2，量程均为0～3 V，内阻约为3 kΩ C．定值电阻R0，阻值未知 D．滑动变阻器R，最大阻值为Rm E．导线和开关 (1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙虚线框中画出相应的电路图。 (2)实验之前，需要利用该电路测出定值电阻R0的阻值，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0＝_____(用U10、U20、Rm表示)。 (3)实验中移动滑动变阻器的滑片，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，在横轴上的截距为a，则电瓶的电动势E＝_____，内阻r＝_____(用k、a、R0表示)。 [解析]　(1)滑动变阻器和定值电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量路端电压，电路图如图所示。 (2)串联电路电流处处相等，滑动变阻器接入电路的阻值为Rm，所以＝，解得定值电阻R0＝。 (3)滑动变阻器R两端的电压为U1，路端电压为U2，则定值电阻两端的电压为U2－U1，干路电流I＝，由闭合电路欧姆定律可得U2＝E－Ir＝E－r，整理可得U1＝1＋U2－E，结合图象可得1＋＝k，E＝a，从而可得电瓶内阻r＝，电动势E＝。 [答案]　(1)见解析图　(2)Rm　(3)　 ... ...