实验题标准练(三)
满分15分,实战模拟,15分钟拿下高考实验题高分!
1.(5分)如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。
(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,实验中还应该测量的物理量: 。
(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v0= 。
(3)根据已知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为 。
【解析】(1)铁片在最低点飞出时做平抛运动,平抛的初速度即为摆锤在最低点的速度,根据平抛运动规律可知:x=v0t,y=
gt2,因此要想求出平抛的初速度,应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h。
(2)根据铁片做平抛运动有:x=v0t,h=gt2,
联立解得:v0=x
。
(3)摆锤下落到最低点过程中,重力势能的减小量等于其重力做功,因此有:
ΔEp=mgh=mgL(1-cosθ),
动能的增量为:ΔEk=m
根据ΔEp=ΔEk得机械能守恒的关系式为
=L(1-cosθ)
答案:(1)铁片遇到挡板后的水平位移x和竖直下落高度h
(2)x
(3)
=L(1-cosθ)
2.(10分)我国国标规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。为测量15℃时自来水的电阻率和电源的电动势与内阻,某物理兴趣小组设计了如图所示的实验电路。其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有电阻可忽略不计的导电活塞,左活塞固定,右活塞可自由移动。图中R0为定值电阻,R为电阻箱,A为理想电流表,S为单刀双掷开关,E为待测电源,此外实验中还备有游标卡尺和刻度尺。兴趣小组的实验步骤如下:
①用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
②向玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱长度,把S拨到1位置,记录电流表示数I;
③把S拨到2位置调节电阻箱阻值,使电流表示数也为I,记录电阻箱的阻值R;
④改变水柱长度,重复实验步骤②③,读出电阻箱示数R;
⑤把S拨到2位置不变,改变电阻箱的阻值R读取对应的电流值I;
⑥断开S,整理好器材。
(1)以电阻箱示数R为纵轴,用对应水柱长度为横轴作出一条直线。若直线的斜率为k,则玻璃管内水柱电阻率的表达式为ρ= 。
(2)把S拨到2位置不变时,为测量电源的电动势和内阻,
