新教材適用2024版高考物理二輪總復(fù)習(xí)第4部分題型專練實(shí)驗(yàn) 中檔計(jì)算題增分練二

第四部分實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(二)1.某同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖甲，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝_4.25__mm。(2)實(shí)驗(yàn)前先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平：不掛砝碼和砝碼盤，接通氣源，輕推滑塊使其從軌道右端向左端運(yùn)動，如果發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時(shí)間大于通過光電門1的時(shí)間，則可調(diào)節(jié)旋鈕Q使軌道右端_升高_(dá)_(選填“升高”或“降低”)一些，直到再次輕推滑塊使其從軌道右端向左端運(yùn)動，遮光條通過光電門2的時(shí)間等于通過光電門1的時(shí)間。(3)掛上砝碼和砝碼盤，調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使_牽引滑塊的細(xì)線水平__，在圖示位置由靜止釋放滑塊，記錄滑塊通過光電門1、2時(shí)遮光條擋光時(shí)間t1、t2，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量為_兩光電門之間的距離__，若該物理量用x表示，則當(dāng)表達(dá)式mgx＝eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2))(用x和題目中給出的物理量的符號表示)成立時(shí)，機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證?！窘馕觥?1)由題圖乙可知，游標(biāo)為20分度，且第5個(gè)小格與主尺對齊，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為d＝4mm＋5×0.05mm＝4.25mm。(2)如果發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時(shí)間大于通過光電門1的時(shí)間，說明滑塊做減速運(yùn)動，右端偏低，應(yīng)升高。(3)調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使?fàn)恳瑝K的細(xì)線水平，還需要測量的物理量為兩光電門間的距離；根據(jù)題意，如果機(jī)械能守恒，則有mgx＝eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t1)))2))成立，機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。2.(2023·陜西漢中模擬)兩只電壓表V1、V2，量程分別為0.25V和1.5V，為了準(zhǔn)確測量它們的內(nèi)阻(約為幾千歐)，備有以下器材：電阻箱R(0～9999Ω)，滑動變阻器R′(0～20Ω)，直流電源E(2V，內(nèi)阻不計(jì))，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。請完成下列填空：(1)有兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)出如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，其中更合理的是電路圖_乙__(選填“甲”或“乙”)。(2)按合理的電路，在圖丙中用筆畫線將實(shí)物器材連接完整。(3)根據(jù)電路圖，閉合前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)到最_右__端(選填“左”或“右”)。(4)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R和變阻器R′的滑片位置，使電壓表V的示數(shù)U1＝0.250V，記錄此時(shí)電壓表V2的示數(shù)U2和阻值R；多次改變阻值R和滑片位置，但保持U1＝0.250V不變，得到多組U2、R值。(5)處理數(shù)據(jù)，得到圖丁所示的eq\f(U2,U1)－eq\f(1,R)關(guān)系圖線。根據(jù)圖線算出電壓表V1的內(nèi)阻為_5.0__kΩ，電壓表V2的內(nèi)阻為_3.0__kΩ(均取兩位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?2)見解析圖【解析】(1)由于待測電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器R′的最大阻值，所以滑動變阻器采用分壓式接法，更合理的是電路圖乙。(2)實(shí)物器材連接如圖所示。(3)閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動變阻器的滑片調(diào)到右端，使通過待測電壓表兩端的電壓為零，保護(hù)電路。(5)根據(jù)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和閉合電路歐姆定律可得eq\f(U2,RV2)＝eq\f(U1,RV1)＋eq\f(U1,R)整理可得eq\f(U2,U1)＝eq\f(RV2,RV1)＋RV2·eq\f(1,R)eq\f(U2,U1)－eq\f(1,R)圖線的斜率為k＝eq\f(5.0－0.6,1.46－0)＝RV2則有RV2≈3.0kΩeq\f(U2,U1)－eq\f(1,R)圖線的縱截距為b＝0.6＝eq\f(RV2,RV1)則有RV1≈5.0kΩ。3.如圖，ABEC為柱狀玻璃磚的橫截面，BEC是以O(shè)為圓心的一段圓弧，E為圓弧的中點(diǎn)，圓弧BEC剛好與AB邊和AC邊相切，圓弧的半徑為R，∠A＝60°。一束單色光照射在AB邊的中點(diǎn)D，入射角為60°，進(jìn)入玻璃磚后，折射光線從圓弧上射出后剛好過圓弧的圓心O，光在真空中傳播速度為c，不考慮光在圓弧上的反射，求：(1)玻璃磚對光的折射率；(2)光在玻璃磚中傳播的時(shí)間?！敬鸢浮?1)eq\f(\r(7),2)(2)eq\f(7－2\r(7)R,4c)【解析】(1)光路如圖，O為圓弧的圓心，由幾何關(guān)系可知過D點(diǎn)的法線與BO平行，由題意知∠BAO＝30°，由幾何關(guān)系可知DB＝eq\f(1,2)AB＝eq\f(\r(3),2)Rsinr＝eq\f(DB,DO)＝eq\f(DB,\r(DB2＋BO2))＝eq\f(\r(3),\r(7))由題意可知，光在D點(diǎn)的入射角i＝60°，則折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\r(7),2)。(2)光在玻璃磚中傳播的距離s＝eq\f(\r(7),2)R－R光在玻璃磚中傳播的速度v＝eq\f(c,n)光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t＝eq\f(s,v)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,4)－\f(\r(7),2)))eq\f(R,c)＝eq\f(7－2\r(7)R,4c)。4.如圖甲所示，我國自主研制的大型系留氣球平臺系統(tǒng)“極目一號”Ⅲ型浮空艇創(chuàng)造了多項(xiàng)科考紀(jì)錄。圖乙為某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的浮空艇簡化模型圖：主、副氣囊通過無漏氣、無摩擦的左活塞分隔，主氣囊(左活塞左邊部分)內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氦氣，副氣囊(兩活塞之間部分)的右活塞右側(cè)與大氣相通。當(dāng)浮空艇在地面達(dá)到平衡時(shí)，左活塞與左擋板剛好接觸(無擠壓)，主氣囊體積為2V0，副氣囊體積為V0。當(dāng)浮空艇緩慢上升至目標(biāo)高度時(shí)，右活塞與右擋板剛好接觸(無擠壓)，此時(shí)周圍環(huán)境溫度為280K，主、副氣囊總體積增加了0.5V0。已知浮空艇導(dǎo)熱性能良好，地面大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，溫度為T0＝300K，活塞厚度忽略不計(jì)。求：(1)目標(biāo)高度處的大氣壓強(qiáng)p；(2)右擋板處設(shè)有傳感器，當(dāng)右活塞接觸傳感器時(shí)，會自動打開氣控閥門對副氣囊緩慢放氣，直到右活塞回到初始位置。此時(shí)副氣囊剩余氣體質(zhì)量與初始?xì)怏w質(zhì)量之比是多少？【答案】(1)0.8×105Pa(2)eq\f(4,7)【解析】(1)設(shè)浮空艇上升至目標(biāo)高度時(shí)，環(huán)境溫度為T1＝280K主氣囊體積為V1，副氣囊體積為V1′，由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p02V0,T0)＝eq\f(pV1,T1)①eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(pV1′,T1)②浮空艇上升至目標(biāo)高度時(shí)主、副氣囊總體積增加了0.5V0，則V1＋V1′＝3.5V0③聯(lián)立求解p＝0.8×105Pa。④(2)