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2019年高考物理 考點突破每日一練(40)電學發(fā)展創(chuàng)新實驗、動力學動量能量的綜合問題(含解析) 1．根據(jù)伏安法，由10 V電源、0～15 V電壓表、0～10 mA電流表等器材，連接成測量較大阻值電阻的電路．由于電表內(nèi)阻的影響會造成測量誤差，為了避免此誤差，現(xiàn)在原有器材之外再提供一只高精度的電阻箱和單刀雙擲開關，某同學設計出了按圖1電路來測量該未知電阻的實驗方案． (1)請按圖電路，將圖中所給器材連接成實驗電路． (2)請完成如下實驗步驟： ①先把開關S撥向Rx，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有一合適的讀數(shù)，并記錄兩表的讀數(shù)，U＝8.12 V，I＝8.0 mA，用伏安法初步估測電阻Rx的大?。? ②________________________________________________________________________， 之后把開關S撥向電阻箱R，調(diào)整電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟1中的讀數(shù)一致．讀得此時電阻箱的阻值R＝1 000 Ω； ③該待測電阻阻值為________ Ω. (3)利用測得的數(shù)據(jù)，還可以得到______表(填“電流”或“電壓”)的內(nèi)電阻等于________ Ω. 2．如圖所示是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護電阻(10 Ω)，R1是電阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動勢10 V，內(nèi)阻很小)．在保證安全和滿足需求的情況下，使測量范圍盡可能大．實驗具體步驟如下： ①連接好電路，將滑動變阻器R調(diào)到最大； ②閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當值，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A1示數(shù)I1＝0.15 A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2； ③重復步驟(2)，再測量6組R1和I2的值； ④將實驗測得的7組數(shù)據(jù)在如圖所示坐標紙上描點． 根據(jù)實驗回答以下問題： (1)現(xiàn)有四只供選用的電流表 A．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻為2 Ω) B．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻未知) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻為5 Ω) D．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻未知) A1應選用________，A2應選用________． (2)測得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15 A，應讓滑動變阻器R接入電路的阻值________(選填“不變”、“變大”或“變小”)． (3)在如圖4所示坐標紙上畫出R1與I2的關系圖． (4)根據(jù)以上實驗得出Rx＝________ Ω.(結果保留兩位有效數(shù)字) 3．某同學準備利用下列器材測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻． A．待測干電池一節(jié)，電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約幾歐姆 B．直流電壓表V，量程為3 V，內(nèi)阻非常大 C．定值電阻R0＝150 Ω D．電阻箱R E．導線和開關 根據(jù)如圖甲所示的電路連接圖進行實驗操作．多次改變電阻箱的阻值，記錄每次電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U.在－R坐標系中描出的坐標點如圖乙所示． (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則與R的關系式為________． (2)在圖乙畫出－R關系圖線． (3)根據(jù)圖線求得斜率k＝________ V－1Ω－1，截距b＝________ V－1(結果保留兩位有效數(shù)字)． (4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω(結果保留三位有效數(shù)字)． 4．如圖所示，質(zhì)量為m的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上，其水平直徑AB長度為2R，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點正上方h0高處由靜止釋放，然后由A點經(jīng)過半圓軌道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為h0（不計空氣阻力），求： （1）小車向左運動的最大距離； （2）小球第二次能夠上升的最大高度的范圍。 參考答案 1．(1)連線見解析圖　(2)②保持滑動變阻器滑片位置不變，將電阻箱阻值調(diào)到1 000 Ω左右或者最大?、? 000　(3)電流　15 解析　(1)已知原理電路圖，則將各串聯(lián)支路連接，再并聯(lián)即可得出正確的實物圖，如圖所示． (2)②將開關接到Rx時，由伏安法可得電流表及待測電阻的總電阻，為了準確測量，可以保持滑動變阻器滑片位置不變，調(diào)整電阻箱的阻值，將電阻箱阻值調(diào)到1 000 Ω左右或最大． ③待測電阻阻值為1 000 Ω. (3)由伏安法測得電阻為電流表及待測電阻的阻值，故電流表內(nèi)阻可以測出，RA＝－R＝ Ω－1 000 Ω＝15 Ω. 2．(1)D　C　(2)變大　(3)見解析圖　(4)31(29～33之間均可) 解析　(1)A1示數(shù)I1＝0.15 A，則A1應選用量程為0.3 A的電流表，由于只要知道電流大小即可，即選用D；根據(jù)R1與I2的關系圖可知，A2的量程為0.3 A，且必須要知道其電阻，因此選用C. (2)調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15 A，則與其串聯(lián)的電阻和電流表的兩端電壓必須減小，因此只有讓滑動變阻器R接入電路的阻值變大，才能達到這樣的條件． (3)根據(jù)題目中已描的點，平滑連線，注意讓點分布在圖線的兩邊，如圖所示． (4)根據(jù)歐姆定律，則有： (R1＋R0＋RA1)IA1＝I2(Rx＋RA2) 整理可得：R1＝I2－R0－RA1 而R1與I2的圖象的斜率k＝ Ω≈241.7 Ω 則有Rx＝kIA1－RA2＝241.70.15 Ω－5 Ω≈31 Ω. 3．(1)＝R＋　(2)見解析圖　(3)0.004 4　0.70 (4)1.52(1.50～1.54)　9.60(8.00～11.00) 解析　(1)由閉合回路歐姆定律，得：＝，解得＝R＋. (2)如圖所示． (3)由圖可知，斜率k＝0.004 4 V－1Ω－1，截距b＝0.70 V－1. (4)由＝R＋得，k＝，b＝，又R0＝150 Ω，解得E≈1.52 V，r＝9.60 Ω. 4．【參考答案】（1）x=R（2） 【解題思路】（1）小球和小車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒。設小球第一次離開半圓軌道時的水平速度為v，小車的速度為，由動量守恒定律得：（2分） 設小球第一次進入半圓軌道至第一次離開半圓軌道所用時間為t，在這個過程中，小車的位移為x，取水平向右為正方向，則：（2分） 解得：x=R （1分） (2)設小球從開始下落到第一次上升到最大高度的過程中克服摩擦力坐的功為Wf，由動能定理得：（1分） 解得（1分） 由于第二次小球在車中運動時，在對應位置的速度小于第一次小球運動的速度，對應位置的摩擦力小于第一次所受的摩擦力，第二次在車中運動的過程中，克服摩擦力做的功，機械能損失小于。（1分） 設小球第二次上升的最大高度為，由功和能的關系得： （1分） 所以，小球第二次上升的最大高度范圍是（1分）