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1、實驗題15分保分練(四)
(時間：15分鐘 分值：15分)
1．(6分)如圖所示為彈簧彈射裝置，在內(nèi)壁光滑、水平固定的金屬管中放有輕彈簧，在彈簧兩端各放置一個金屬小球(兩球直徑略小于管徑且與彈簧不相連)，壓縮彈簧并鎖定?，F(xiàn)解除鎖定，則兩個小球同時沿同一直線向相反方向彈射。按下述步驟進行實驗：
①用天平測出1、2兩球的質量分別為m1、m2；
②用刻度尺測出兩管口離地面的高度均為h；
③解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄兩球在水平地面上的落點P、Q。
回答下列問題。
(1)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，還需測量的物理量有________。(已知重力加速度為g)
A．彈簧的壓縮
2、量Δx
B．兩球的落點P、Q到對應管口M、N的水平距離x1、x2
C．小球直徑d
D．兩球從管口彈出到落地的時間t1、t2
(2)根據(jù)測量結果，可得彈性勢能的表達式為Ep＝___________。
(3)如果滿足關系式________________，那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒(用上述所測得的物理量來表示)。
[解析] (1)彈簧的彈性勢能等于兩球的初動能之和，要求解兩球的初動能必須知道兩球的質量和各自彈射的初速度，由平拋運動規(guī)律，可知初速度公式為v0＝，故還需要測出兩球落點P、Q到對應管口M、N的水平距離x1、x2，B項正確。
(2)因彈簧的彈性勢能全部轉化為兩
3、小球的初動能，故彈簧的彈性勢能Ep＝m1v＋m2v＝＋＝＋。
(3)如果滿足關系式m1v1＝m2v2，那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒，因x1＝v1t1，x2＝v2t2，由平拋運動規(guī)律知，t1＝t2，故m1v1＝m2v2成立，即m1x1＝m2x2成立，則說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。
[答案] (1)B (2)＋ (3)m1x1＝m2x2
2．(9分)目前汽車上都有車載電瓶作為備用電源，電瓶用久以后性能會下降，表現(xiàn)之一為電瓶的電動勢變小，內(nèi)阻變大。某興趣小組將一塊舊的車載電瓶充滿電，準備利用下列器材測量電瓶的電動勢和內(nèi)阻：
A．待測電瓶，電動勢約為3 V，內(nèi)阻約幾歐
4、姆
B．直流電壓表V1、V2，量程均為0～3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ
C．定值電阻R0，阻值未知
D．滑動變阻器R，最大阻值為Rm
E．導線和開關
(1)根據(jù)如圖甲所示的實物連接圖，在圖乙虛線框中畫出相應的電路圖。
(2)實驗之前，需要利用該電路測出定值電阻R0的阻值，方法是先把滑動變阻器R調到最大阻值Rm，再閉合開關，電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U10、U20，則R0＝________(用U10、U20、Rm表示)。
(3)實驗中移動滑動變阻器的滑片，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描繪出U1-U2圖象如圖丙所示，圖中直線斜率為k，在橫軸上的截距為a，則電瓶的電
5、動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________(用k、a、R0表示)。
[解析] (1)滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，電壓表V1測量滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V2測量路端電壓，電路圖如圖所示。
(2)串聯(lián)電路電流處處相等，滑動變阻器接入電路的阻值為Rm，所以＝，解得定值電阻R0＝。
(3)滑動變阻器R兩端的電壓為U1，路端電壓為U2，則定值電阻兩端的電壓為U2－U1，干路電流I＝，由閉合電路歐姆定律可得U2＝E－Ir＝E－r，整理可得U1＝1＋U2－E，結合圖象可得1＋＝k，E＝a，從而可得電瓶內(nèi)阻r＝，電動勢E＝。
[答案] (1)見解析圖 (2)Rm (3)
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2020版高考物理二輪復習 實驗題15分保分練4（含解析）
