2020版高考物理二轮复习 实验题15分保分练4（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：用天平测出1、2两球的质量分别为m1、m2；用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；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xB两球的落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2C小球直径dD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Epm1vm2v。(3)如果满足关系式m1v1m2v2，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒，因x1v1t1，x2v2t2，由平抛运动规律知，t1t2，故m1v1m2v2成立，即m1x1m2x2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)m1x1m2x22(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03 V，内阻约为3 kC定值电阻R0，阻值未知D滑动变阻器R，最大阻值为RmE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U1U2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U2U1，干路电流I，由闭合电路欧姆定律可得U2EIrEr，整理可得U11U2E，结合图象可得1k，Ea，从而可得电瓶内阻r，电动势E。答案(1)见解析图(2)Rm(3)- 3 -