《高考快车道》实验题专项练2（课后习题）（教师版）高三 二轮专题复习讲义 物理

实验题专项练(二)
1.(2025杭州市模拟)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中OA为水平段,选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
图(a)
图(b)
测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2),将硬币甲放置在斜面上某一位置,标记此位置为B。由静止释放甲,当甲停在水平面上某处时,测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处,左侧与O点重合,将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后,分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON,保持释放位置不变,重复实验若干次,得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中,甲选用的是　　　　(选填“一元”或“一角”)硬币;
(2)碰撞前,甲到O点时速度的大小可表示为　　　　(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g);
(3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒,则=　　　　　　(用m1和m2表示),然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒;
(4)由于存在某种系统或偶然误差,计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1,写出一条产生这种误差可能的原因:　　　　　　　　　　　　。
答案 (1)一元　(2)　(3)　(4)存在空气阻力;硬币大小不能忽略,不可视为质点等(答案合理即可)
解析 (1)甲碰撞乙,为了使碰撞后甲的速度方向不变,则甲的质量应该大于乙的质量,已知一元硬币的质量大于一角硬币的质量,所以甲选用的是一元硬币。
(2)对甲,从O到P做匀减速直线运动,设甲到O 点时的速度大小为v0,加速度a==μg,由公式v2=2ax得,=2μgs0,故v0=。
(3)根据动量守恒定律可得,m1v0=m1v1+m2v2,由(2)得v0=,同理可得v1=,v2=,所以m1=m1+m2,故。
(4)存在空气阻力;硬币大小不能忽略,不可视为质点等。
2.如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,电动势大约在0.5~0.6 V之间,内阻几千欧左右。某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
甲
乙
丙
(1)如图乙所示,直接用多用电表2.5 V直流电压挡测量出可乐电池的电动势大小为　　　　V(保留两位有效数字);
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3 V,RV约为3 000 Ω)
B.电流表(0~300 μA,RA为300 Ω)
C.电阻箱(0~9 999 Ω)
D.滑动变阻器(0~20 Ω)
E.开关,导线若干
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图　　　　完成电路连接;
②通过数据处理画出相应的可乐电池R-图像如图丙实线所示,可知该可乐电池的内阻约为　　　　Ω,测量值　　　　(选填“>”“=”或“<”)真实值;
③将该可乐电池静置5 h后再次测量获得的R-图像如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动势　　　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)0.50　(2)D　1 700　=　不变
解析 (1)选择“直流2.5 V”挡时,分度值为0.05 V,则可乐电池的电动势大小为E=0.05×10 V=0.50 V。
(2)电池的内阻远大于滑动变阻器的阻值,因此用滑动变阻器调节范围很小,电流表内阻已知,且电压表量程过大,所以应采用安阻法进行测量,即将电流表与电阻箱串联,使系统误差最小,故选D。
根据闭合电路欧姆定律有E=I(RA+R+r),所以R=-(RA+r),结合图像可得RA+r=2 000 Ω,所以r=1 700 Ω,由于不存在系统误差,所以内阻的测量值等于真实值。根据以上分析可知,由于图像的斜率不变,所以该可乐电池的电动势不变。
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