全国通用版2022高考物理总复习精准提分练：实验题专练四

实验题专练(四)(限时：15分钟)22．(5分)某同学利用如图1所示装置验证以下两个规律：①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向的分速度大小相等；②系统机械能守恒．图1P、Q、R为三个完全相同的带有遮光片的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上，物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时被遮光．最初细绳水平，现将三个物块由静止释放．(忽略R上的遮光片到轻质滑轮间的距离)(1)为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R的遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理量有(　　)A．P、Q、R的质量MB．两个定滑轮间的距离dC．R的遮光片到c的距离HD．遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证的表达式为______________．(3)若要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等，则验证的表达式为________________．3\n(4)若已知当地重力加速度为g，则验证系统机械能守恒的表达式为________________．答案　(1)BCD　(2)t1＝t2　(3)＝(4)gH＝x2解析　(1)要证明①，需要测量两个定滑轮间的距离d和R的遮光片到c的距离H，通过几何关系可证明沿绳的分速度相等；要证明②，需要测量R的遮光片到c的距离H和遮光片的宽度x，根据运动学公式和动能定理列式可验证机械能守恒，故B、C、D正确．(2)物块P的速度vP＝，物块Q的速度vQ＝，因此若要分析出P、Q的速度大小相等，即需要验证表达式＝，化简可得验证t1＝t2即可；(3)物块R的速度vR＝，要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等，则需要验证表达式vRcosθ＝vP即vR·＝vP，将vP、vR代入得：＝(4)整个系统减少的重力势能是ΔEp＝MgH整个系统增加的动能ΔEk＝Mv＋Mv＋Mv要验证机械能守恒，则ΔEp＝ΔEk，即验证表达式gH＝x2.23．(10分)利用如图2所示电路可以较为准确地测量电源的电动势．图中a为标准电源(电动势为Es)，b为待测电源(设电动势为Ex)；供电电源的电动势为E，R为滑动变阻器，G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，滑动片C可在电阻丝上移动，AC之间的长度可用刻度尺量出．图23\n(1)为了完成上述实验，对供电电源的要求是E________Es，E________Ex(填“>”“＝”或“<”)．(2)实验步骤如下：①按图连接好电路；②调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关S1；③将S2接1，调节滑动片C使电流计示数为零，记下______；④将S2接2，重新调节C位置，使____________，并记下____________；⑤断开S1、S2，计算待测电源的电动势的表达式为Ex＝________(用Es和所测物理量表示)．答案　(1)>　>　(2)③AC的长度L1④电流计示数再次为0　AC的长度L2　⑤Es解析　(1)该电路是一个并联分压电路，当Es电压等于AC电压时，使电流计示数为零，所以本实验对供电电源的要求是E>Es；E>Ex.(2)③将S2接1，调节滑动片C使电流计示数为零，记下AC的长度L1，设单位长度电阻丝的电阻为r0，此时有L1r0＝Es.④将S2接2，重新调节C位置，使电流计示数再次为零，记下AC的长度L2，此时有L2r0＝Ex⑤由以上两式可得：Ex＝Es.3