2025高考物理二轮复习(带解析答案)实验＋中档计算题增分练(三) .docx

实验＋中档计算题增分练(三)

(时间：30分钟)

1.某同学用如图1所示装置做测定木块与木板间动摩擦因数的实验。实验步骤如下：

图1

(ⅰ)在木板上表面固定一与木块下滑路径平行的刻度尺，左端固定一光电门，右端用垫块垫起，保持木板的倾斜角度不变，记录垫块的高度h和垫块左侧到木板左端的距离L，查出当地重力加速度为g；

(ⅱ)将木块从木板上距光电门x处由静止释放，记录固定在木块上的挡光片通过光电门的挡光时间Δt。改变木块到光电门的距离x，重复测量，得到木块到光电门的距离x与挡光时间Δt的多组数据。

(ⅲ)该同学根据实验数据画出x－eq\f(1,Δt2)图像，得出了图像的斜率为k。

回答以下问题：

(1)实验中还需要测量的一个物理量是________________________(写出该物理量的名称及表示符号)；

(2)实验中木块与木板间动摩擦因数μ的表达式是μ＝________________[用h、L、g、k和第(1)问中物理量的符号表示)]。

答案(1)挡光片的宽度d(2)eq\f(h,L)－eq\f(d2\r(h2＋L2),2gkL)

解析(1)木块在下滑过程中，有

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))eq\s\up12(2)＝2(gsinθ－μgcosθ)x，

得x＝eq\f(d2,2（gsinθ－μgcosθ）)eq\f(1,（Δt）2)＝keq\f(1,（Δt）2)，

要通过图线的斜率求得μ，还需要测出挡光片的宽度d。

(2)由(1)分析知，k＝eq\f(d2,2（gsinθ－μgcosθ）)，因sinθ＝eq\f(h,\r(h2＋L2))，cosθ＝eq\f(L,\r(h2＋L2))，解得μ＝eq\f(h,L)－eq\f(d2\r(h2＋L2),2gkL)。

2.用图2甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于电压表的分流作用，导致电动势和内阻的测量都存在误差。为使测量结果更准确，某小组设计了图乙所示的电路。图乙中，R0为同种材料制成的、粗细均匀、自左向右刻有均匀电压刻度的电阻丝，滑片P与R0构成滑动变阻器，P上带有指针，可指示出R0左端与P之间的电压U。E1为电动势较高的电池，E0为电动势已知且恒定不变的电池，G为灵敏电流表，Ex为待测电源，R1、R2为两个电阻箱。

丙

图2

实验步骤如下，请填写实验步骤中的空白。

(1)将实验器材按图乙连接好。移动滑片P，使其指针指在电压刻度与E0的电动势相等的位置，闭合开关S1、S2，调整R1的阻值，使灵敏电流表的示数为0；

(2)保持R1的阻值不变，断开________，闭合S3、S4，调整R2使其阻值为某一值R，移动滑片P，使灵敏电流表的示数为0，记录此时滑片P的指针对应的电压值U和相应的R值。改变R2的阻值，重复上述操作，得到几组U、R数据，作出

eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像如图丙所示，则待测电池的电动势Ex＝______V，内阻r＝________Ω。(结果保留2位有效数字)

答案(2)S21.68.0

解析第一步是进行电阻丝上电压刻度的校准。移动P至指针指在与标准电池电动势E0相等的电压刻度上，闭合S1、S2，调整R1的阻值，使灵敏电流表的示数为0，就保证了指示值就是R0左端与指针之间电阻上电压的实际值。为确保电阻丝R0上的电压读数是准确的，在后续测量中，必须确保S1闭合，E1、R1不变，开关S2断开(标准电源已完成使命)。

第二步是测电动势和内阻。闭合S3、S4时，每次改变R2要重新调整P的位置，使G中电流为0，才能保证电阻丝上自左至右的电压刻度值是待测电源的路端电压。根据闭合电路欧姆定律有Ex＝U＋eq\f(U,R)r，整理得eq\f(1,U)＝eq\f(1,Ex)＋eq\f(r,Ex)·eq\f(1,R)，eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像应是一条截距为eq\f(1,Ex)、斜率为eq\f(r,Ex)的直线。结合图丙可得，Ex＝eq\f(1,0.62)V＝1.6V，r＝kEx＝eq\f(1.12－0.62,0.1)×1.6Ω＝8.0Ω。

3.人造树脂是人工合成的一类高分子聚合物，是一种常见的眼镜镜片材料，如图3所示为厚度为d的足够大的透明树脂平板截面，点光源置于其左边界上P点处。已知平板对该光的折射率n＝eq\r(2)，光在真空中的传播速度为c。不考虑光在平板中的多次反射，求：

图3

(1)光在平板中传播的最短时间；

(2)从右侧观察到平板右边界上透光区域的面积。

答案(1)eq\f(\r(2)d,c)(2)πd2

解析(1)经过分析可知当光垂直射入平板时，传播时间最短，光在平板中传播的速度

v＝