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實(shí)驗(yàn)題+選考題(1) 1.(2018江蘇南京學(xué)情調(diào)研)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。 甲 乙 　　(1)甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后,選出一條紙帶如圖乙所示,其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn)。從紙帶上A點(diǎn)開始每隔一個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn),取得兩個計數(shù)點(diǎn)B和C。該同學(xué)用刻度尺,測得OA=9.62 cm,OB=15.89 cm,OC=23.64 cm。已知打點(diǎn)計時器每0.02 s打一個點(diǎn),重物的質(zhì)量為1.00 kg,取g=9.80 m/s2。在OB段運(yùn)動過程中,重物重力勢能的減少量ΔEp=　　　　J;重物的動能增加量ΔEk=　　　　 J;(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (2)乙同學(xué)利用該實(shí)驗(yàn)裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。他打出了一條紙帶后,利用紙帶測量出了各計數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn)的距離h,算出了各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以12v2為縱軸畫出了如圖丙所示的圖線。由于圖線明顯偏離原點(diǎn),若測量和計算都沒有問題,其原因可能是　　　　。 乙同學(xué)測出該圖線的斜率為k,如果阻力不可忽略,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 　　　　 k(選填“大于”“等于”或“小于”)。 丙 2.(2018江蘇南京學(xué)情調(diào)研)圖甲是用來測量某電阻絲材料的電阻率的電路圖。實(shí)驗(yàn)中把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上,移動滑片改變接觸點(diǎn)P的位置,可改變接入電路中電阻絲的長度。實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材還有: 器材編號 器材名稱 規(guī)格與參數(shù) A 電池E 電動勢3.0 V,內(nèi)阻未知 B 電流表A1 量程0～100 mA,內(nèi)阻約為5 Ω C 電流表A2 量程0～0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω D 電阻箱R 0～999.9 Ω E 開關(guān)、導(dǎo)線 若干 實(shí)驗(yàn)操作如下: a.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d; b.將選用的實(shí)驗(yàn)器材,按照圖甲連接實(shí)驗(yàn)電路; c.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大; d.接觸點(diǎn)P在電阻絲上某位置時,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表滿偏,然后斷開開關(guān)。記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度l; e.改變接觸點(diǎn)P的位置,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表再次滿偏;重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度l; f.斷開開關(guān),整理好器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。 丙 (1)某次測量電阻絲直徑d時,螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示,d=　　　　 mm; (2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇　　　　(選填供選器材前的編號); (3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度l的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的R-l關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在l軸的截距為l0,那么電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ=　　　　(用R0、l0、d表示); (4)本實(shí)驗(yàn)中,電流表的內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果　　　　(選填“有”或“無”)影響,這是因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 3.【選修3-3】(2018江蘇南京學(xué)情調(diào)研)(1)下列說法正確的是　　　　。 A.同一時刻撞擊固體顆粒的液體分子數(shù)越多,該顆粒布朗運(yùn)動越劇烈 B.一滴液態(tài)金屬在完全失重條件下呈球狀,是由液體的表面張力所致 C.晶體熔化過程中要吸收熱量,分子的平均動能增大 D.一定質(zhì)量氣體在等容變化中溫度升高,單位時間內(nèi)分子對器壁單位面積上撞擊次數(shù)增多 (2)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,在狀態(tài)A時的溫度tA=27 ℃,則狀態(tài)C時的溫度TC=　　　　K;氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C后再回到狀態(tài)A,此過程中氣體將　　　　(選填“吸收”或“放出”)熱量。 (3)氙氣燈在亮度、耗能及壽命上都比傳統(tǒng)燈有優(yōu)越性。某轎車的燈泡的容積V=1.5 mL,充入氙氣的密度ρ=5.9 kg/m3,摩爾質(zhì)量M=0.131 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=61023 mol-1。試估算燈泡中: ①氙氣分子的總個數(shù); ②氙氣分子間的平均距離。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 4.【選修3-4】(2018江蘇南京學(xué)情調(diào)研)(1)下列說法正確的是　　　 A.單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象越明顯 B.光纖通信,醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理 C.機(jī)械波傳播過程中,某質(zhì)點(diǎn)在一個周期內(nèi)向前移動一個波長的距離 D.地球上的人看來,接近光速運(yùn)動的飛船中的時鐘變慢了 (2)圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,沿傳播方向上位于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖乙所示。該橫波的傳播方向?yàn)椤　　　?選填“向右”或“向左”);波速大小為　　　　 m/s。 (3)如圖丙所示裝置可用來測定水的折射率。當(dāng)圓柱形容器內(nèi)未裝水時,從A點(diǎn)沿AB方向能看到對邊上的點(diǎn)E;當(dāng)容器內(nèi)裝滿水時,仍沿AB方向看去,恰好看到底面直徑CD上的點(diǎn)D。測得容器直徑CD=12 cm,高BC=16 cm,DE=7 cm。已知光在真空中的傳播速度為c=3.0108 m/s,求: ①水的折射率n; ②光在水中的傳播速度v。 答案精解精析 1.答案　(1)1.56(2分)　1.54(2分) (2)先釋放重物,再接通(打點(diǎn)計時器)電源(2分) 大于(2分) 解析　(1)在OB段運(yùn)動過程中,重物重力勢能的減少量ΔEp=1.009.800.158 9 J=1.56 J;B點(diǎn)的速度vB=OC-OA4T=(23.64-9.62)10-20.08 m/s=1.752 5 m/s,則重物動能的增加量ΔEk=121.00(1.752 5)2 J=1.54 J。 (2)由圖丙可知,打第一個點(diǎn)時重物速度不為零,故其原因可能是乙同學(xué)先釋放重物,再接通(打點(diǎn)計時器)電源,設(shè)打第一個點(diǎn)時重物速度為v0,有v2-v02=2ah,可知圖丙圖線斜率k=a,有阻力時,ak。 2.答案　(1)0.730(0.730~0.732)(2分)　(2)B(2分) (3)πR0d24l0(2分)　(4)無(1分)　根據(jù)閉合電路歐姆定律解得R=EImax-4ρπd2l-(r+RA)(其中RA為電流表內(nèi)阻,電流表內(nèi)阻可視為電源內(nèi)阻),可見電流表內(nèi)阻對圖線的斜率沒有影響,即電流表內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果無影響(3分) 解析　(1)由螺旋測微器的讀數(shù)方法可知d=0.5 mm+23.00.01 mm=0.730 mm。 (2)本題要測量電阻絲材料的電阻率,電路中的電流不宜過大,否則溫度升高可能帶來誤差,故電流表選B。 (3)由閉合電路歐姆定律可知,E=ImaxR+ρ4lπd2+RA+r,整理得R=EImax-4ρπd2l-(r+RA),即R-l關(guān)系圖線的斜率的絕對值k=R0l0=4ρπd2,所以ρ=πR0d24l0。 (4)略。 3.答案　(1)BD(4分)　(2)900(2分)　放出(2分) (3)①41019個(2分)　②310-9 m(2分) 解析　(1)同一時刻撞擊固體顆粒的液體分子數(shù)越多,該顆粒受力越容易平衡,所以布朗運(yùn)動越不明顯,A錯誤;表面張力使液滴表面積有收縮到最小的趨勢,所以一滴液態(tài)金屬在完全失重條件下呈球狀,是由液體的表面張力所致,B正確;晶體熔化過程中要吸收熱量,但溫度不變,即分子的平均動能不變,C錯誤;一定質(zhì)量的氣體等容變化中,溫度升高,壓強(qiáng)增大,單位時間內(nèi)分子對器壁單位面積上撞擊次數(shù)增多,D正確。 (2)氣體由A到C壓強(qiáng)不變,由VATA=VCTC可知1300=3TC,所以TC=900 K;由A到B,氣體對外界做功的數(shù)值等于AB線下方的梯形面積,從B到C,外界對氣體不做功,從C到A,氣體被壓縮,外界對氣體做功的數(shù)值等于CA線下方的矩形面積,所以全過程外界對氣體做正功,而回到A點(diǎn)氣體內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律知此過程中氣體放熱。 (3)①充入燈泡中氙氣的物質(zhì)的量n=ρVM。則氙氣分子的個數(shù)N=nNA=ρVNAM=41019個。 ②每個氙氣分子所占的空間為V0=VN,則氙氣分子間平均距離a=3VN=310-9 m。 4.答案　(1)BD(4分)　(2)向左(2分)　8(2分) (3)見解析 解析　(1)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象越不明顯,A錯誤;光纖通信、醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理,B正確;機(jī)械波傳播過程中,質(zhì)點(diǎn)本身不隨波遷移,C錯誤;由狹義相對論可知“動鐘變慢”,D正確。 (2)t=0時刻,由圖乙可知,A點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動,由波形平移法可知,波沿x軸負(fù)方向傳播;由圖甲可知波長λ=4 m,由圖乙可知周期T=0.5 s,所以波速v=λT=8 m/s。 (3)①作出光路如圖所示,設(shè)入射角為r、折射角為i,由幾何關(guān)系有 tan i=CDBC-DE=43, 則sin i=0.8, tan r=CDBC=34,則sin r=0.6,水的折射率 n=sinisinr=43。(2分) ②由n=cv,得光在水中傳播速度 v=cn=2.25108 m/s。(2分)