2023版高考物理创新设计二轮复习讲义实验增分练(四)

实验增分练(四)

(时间：10分钟)

22.(5分)某同学用如图1甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。

图1

(1)P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v＝________(用题中各物理量、字母表达)；

(2)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为d＝________ cm；

(3)若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍(k>1)，当改变L，则得到不同的Δt，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是________。

A.Δt  B. 

C.Δt2  D.

答案　(1)　(2)1.360　(3)D

解析　(1)由题可得，小球P经过最低点时的速度为v＝。

(2)小球的直径为d＝13 mm＋12×0.05 mm＝13.60 mm＝1.360 cm。

(3)系统机械能守恒，则有kmg·－mg·＝(km＋m)v2，代入速度解得L＝· ，故L与成正比，故该同学选取的横坐标是，故选D。

23.(10分)在新冠肺炎疫情防控时期，我们经常需要测量体温，某同学利用老师提供的一热敏电阻(阻值随温度的升高线性增加)设计了一个简易电子测温装置，他进行了如下操作：

(1)由于该同学不知热敏电阻的详细参数，为了测量热敏电阻R阻值随温度变化的关系，该同学设计了如图2所示的电路，他们的实验步骤如下。

①先将单刀双掷开关S掷向1，调节热敏电阻的温度t1，记下电流表的相应示数I1；

②然后将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱使电流表的读数为________，记下电阻箱相应的示数R1；

③逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤①②；

④根据实验测得的数据，作出了R随温度t变化的图像如图3所示。

(2)设计电子测温装置，实验室提供了如下器材：

A.干电池，电动势为1.5 V，内阻不计；

B.灵敏毫安表，量程10 mA，内阻RA为10 Ω；

C.滑动变阻器R1；

开关、导线若干。

该同学计划设计测温范围为0 ℃～50 ℃，设计了如图4所示的电路图，并进行了如下操作：

图4

①调节热敏电阻的温度为0 ℃，调节滑动变阻器R，使毫安表指针满偏后保持滑动变阻器R1阻值不变；

②写出毫安表的电流值I(A)和温度t( ℃)的关系式______________；

③根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值；

④若干电池用久了其电源电动势不变，而其内阻变大，无法忽略不计，保持R1不变。测量结果将会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案　(1)② I1　(2)②I＝　④偏大

解析　(1)实验采用替代法，将开关S与2端闭合，调节电阻箱使电流表的读数为I1。

(2)由题图乙可知R随温度t变化的关系为R＝100＋3t，热敏电阻的温度为0 ℃时，热敏阻值为100 Ω，电流表满偏，根据欧姆定律，则有I＝，解得R1＝40 Ω，故I＝＝，若干电池用久了其电源电动势不变，而其内阻变大，无法忽略不计，保持R1不变，则在某温度下，根据闭合电路欧姆定律，电流测量值偏小，对应测量的温度结果偏大。