2025版衡水中學(xué)學(xué)案高考物理二輪專題與專項(xiàng)第4部分實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(二)含答案及解析

實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(二)1.(2024·浙江卷)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中(1)下列操作正確的是________。(2)實(shí)驗(yàn)獲得一條紙帶，截取點(diǎn)跡清晰的一段并測得數(shù)據(jù)如圖所示。已知打點(diǎn)的頻率為50Hz，則打點(diǎn)“13”時(shí)，重錘下落的速度大小為________m/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)某同學(xué)用紙帶的數(shù)據(jù)求出重力加速度g＝9.77m/s2，并用此g值計(jì)算得出打點(diǎn)“1”到“13”過程重錘的重力勢能減小值為5.09m，另計(jì)算得動能增加值為5.08m(m為重錘質(zhì)量)則該結(jié)果________(選填“能”或“不能”)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，理由是________。A．在誤差允許范圍內(nèi)B．沒有用當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭【答案】(1)B(2)3.34(3)能A【解析】(1)應(yīng)手提紙帶上端使紙帶豎直，同時(shí)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，由靜止釋放。故選B。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程平均速度可得打點(diǎn)“13”時(shí)，重錘下落的速度大小v13＝eq\f(0.6069－0.4733m,2T)＝eq\f(0.6069－0.4733m,2)f＝3.34m/s。(3)可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒；理由是“在誤差允許范圍內(nèi)，重錘的重力勢能減小值等于動能增加值”故選A。2.(2024·浙江溫州二模)磁敏電阻是一種對磁敏感、具有磁阻效應(yīng)的電阻元件。物質(zhì)在磁場中電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。某實(shí)驗(yàn)小組利用伏安法測量一磁敏電阻RM的阻值(約幾千歐)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化關(guān)系。所用器材：電源E(6V)、滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)，電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻為2kΩ)和毫安表(量程為0～3mA，內(nèi)阻不計(jì))。定值電阻R0＝1kΩ、開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)為了使磁敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了電路圖甲，請用筆代替導(dǎo)線在乙圖中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整。(2)某次測量時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)為________V，電流表讀數(shù)為0.5mA，則此時(shí)磁敏電阻的阻值為________。(3)實(shí)驗(yàn)中得到該磁敏電阻阻值R隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的曲線如圖丁所示，某同學(xué)利用該磁敏電阻制作了一種報(bào)警器，其電路的一部分如圖戊所示。圖中E為直流電源(電動勢為6.0V，內(nèi)阻可忽略)，當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過2.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警。若要求開始報(bào)警時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，則圖中________(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用磁敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)見解析圖(2)1.303900Ω/3.9×103Ω(3)R22.8【解析】(1)根據(jù)電路圖甲，在乙圖中補(bǔ)充實(shí)物連線圖如下(2)電壓表的最小刻度值為0.1V，如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)為1.30V，根據(jù)串聯(lián)電路各部分兩端電壓與電阻成正比的關(guān)系，磁敏電阻兩端的電壓為eq\f(1.30V,2kΩ)×(2kΩ＋1kΩ)＝1.95V電流表讀數(shù)為0.5mA，故此時(shí)磁敏電阻的阻值為R＝eq\f(1.95,0.5×10－3)Ω＝3900Ω。(3)根據(jù)閉合電路可得輸出電壓為U＝eq\f(ER2,R1＋R2)要求輸出電壓達(dá)到或超過2.0V時(shí)報(bào)警，即要求磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，電阻的阻值增大，從而需要輸出電壓增大，故需要R2的阻值增大才能實(shí)現(xiàn)此功能，故R2為磁敏電阻；開始報(bào)警時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，此時(shí)R2＝1.4kΩ電壓U＝2.0V根據(jù)電路關(guān)系eq\f(U,R2)＝eq\f(E,R1＋R2)解得另一固定電阻的阻值應(yīng)為R1＝2.8kΩ。3.(2024·陜西西安模擬)如圖，厚度為d＝2.0cm的玻璃磚豎直固定在水平桌面上，其右表面鍍有反光膜，刻度尺在玻璃磚的左側(cè)與玻璃磚豎直平行放置，距玻璃磚左側(cè)表面距離為l＝6.0cm。激光筆發(fā)出一束激光從刻度尺上的O點(diǎn)射向玻璃磚上表面，在刻度尺上觀察到P、Q兩個(gè)光點(diǎn)(光路未畫出)，讀出OP間的距離為16.0cm、PQ間的距離為3.0cm。已知光在真空中的速度c＝3.0×108m/s，求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)激光從O點(diǎn)傳到P、Q兩點(diǎn)的時(shí)間差Δt(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)1.3(2)2.2×10－10s【解析】(1)如圖所示由幾何關(guān)系可知sini＝eq\f(OM,OA)＝eq\f(4,5)sinr＝eq\f(AD,AC)＝eq\f(3,5)根據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinr)代入數(shù)據(jù)可得n≈1.3。(2)光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)時(shí)間差Δt＝eq\f(Δs,v)由幾何關(guān)系可知Δs＝AC＋CB代入數(shù)據(jù)可得Δt＝2.2×10－10s。4.(2024·湖北武漢模擬)在我國，地鐵已經(jīng)成為一種重要的城市交通工具。為了減輕振動，讓乘客更加舒適，地鐵車廂使用了空氣彈簧作為支撐?？諝鈴椈煽珊喕癁橐粋€(gè)充有氣體的圓柱形密閉氣缸，活塞上固定有連桿，用于支撐車廂。當(dāng)車廂有振動時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體可以起到緩沖作用。下圖是一節(jié)地鐵車廂的簡化示意圖。該車廂質(zhì)量為M＝28.4噸，一共用4個(gè)空氣彈簧支撐，每個(gè)空氣彈簧的活塞面積為S＝1m2。車廂空載時(shí)，活塞到氣缸底部距離為20cm。大氣壓強(qiáng)為p0＝10×105Pa，重力加速度g取10m/s2?？諝鈴椈蓛?nèi)的氣體可以視為理想氣體，且其溫度始終不變。(1)若該節(jié)車廂某次搭載60名乘客，每名乘客的平均質(zhì)量m0按60kg估計(jì)，相比于空載，此次載客車廂下降的距離為多少？(2)為了保障乘客上下車安全，車廂設(shè)備會按照載客量調(diào)整空氣彈簧內(nèi)的氣體質(zhì)量，以保證車廂高度不變。為此，此次載客應(yīng)該充入空氣彈簧內(nèi)的氣體質(zhì)量與空載時(shí)空氣彈簧內(nèi)原有氣體質(zhì)量之比為多少？【答案】(1)1cm(2)1∶19【解析】(1)空載時(shí)對車廂與活塞整體受力分析有4p1S＝4p0S＋Mg滿載時(shí)對車廂與活塞整體受力分析有4p2S＝4p0S＋(M＋60m0)g對氣體根據(jù)玻意耳定律p1h1S＝p2h2S得h2＝1