2020高考物理刷题增分：实验题仿真2016Ⅰ卷高考模拟演练含解析 2页

实验题仿真2016·Ⅰ卷高考模拟演练 ‎22．在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用DIS实验技术可以对曲线运动中势能与动能的转化进行研究。实验原理如图甲所示，实验装置中的P为光电传感器，接上数据采集器，可测定摆锤在某一位置(如图甲中A、B、C、D点)的瞬时速度，利用计算机分析，可得摆锤在该位置的动能。‎ 甲 乙 ‎(1)要验证机械能守恒，还需要直接测量的物理量有______________。‎ ‎(2)为了对比研究，实验中将摆锤换成泡沫小球，某次实验中根据实验记录数据，用Excel分析得到的泡沫小球速度与高度关系的图像如图乙所示，泡沫小球从A点摆到D点的过程中，速度________________，变化的原因是________________________________。‎ 解析　(1)摆锤运动过程中，重力势能与动能发生相互转化，数据采集器测定摆锤瞬时速度，要确定摆锤的重力势能，就必须测定摆锤在对应点的高度。(2)由图乙知，泡沫小球从A点由静止出发，在摆到D点的过程中经过某一位置时的速度最大，因此泡沫小球从A点摆到D点的过程中，速度先增大后减小；泡沫小球在摆动过程中，由于质量较小，其所受空气阻力与重力相比不可忽略，故泡沫小球的运动速度先增大后减小。‎ 答案　(1)A、B、C、D四点的高度　‎ ‎(2)先增大后减小　泡沫小球受到的空气阻力不可忽略 ‎23．(2019·河南开封第三次模拟)某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图甲所示。实验器材如下：待改装电压表(量程0～3 V，可视为理想电压表)，定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源(4 V，内阻不计)，开关S，导线。选用的压敏电阻阻值Rx 2‎ 随压力F变化的规律如图乙。‎ 甲　　　　　　　　　　乙 ‎(1)实验中随着压力F的增大，电压表的示数____________。(填“变大”“不变”或“变小”)‎ ‎(2)为使改装后仪表的量程为0～160 N，且压力160 N对应电压表3 V刻度，则定值电阻阻值R0＝________ Ω，压力0 N对应电压表________ V刻度。‎ ‎(3)他发现这样改装后的仪表压力刻度分布不均匀，想进一步把(2)中的压力刻度改成均匀分布，应选用另一压敏电阻，其阻值Rx与压力F变化关系式为________。‎ 解析　(1)根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数U＝E，由题图乙可知，压力越大Rx越小，U越大，故电压表的示数变大。‎ ‎(2)由题图乙可知， 当F1＝160 N时，Rx1＝80 Ω，此时电压表的示数U1＝3 V，由U1＝E，得R0＝Rx1＝ Ω＝240 Ω；由题图乙可知，当F2＝0 N时，Rx2＝400 Ω，此时电压表的示数为U2＝E＝ V＝1.5 V，可见压力0 N对应电压表1.5 V刻度。(3)为了使压力刻度分布均匀，另选用的压敏电阻仍要满足量程为0～160 N，F＝0 N标在1.5 V刻度，F＝160 N标在3 V刻度。由于电压表的电压刻度是均匀分布的，所以电压和压力一定要满足线性关系，设U＝kF＋b，由F1＝0 N时、U1＝1.5 V，F2＝160 N时、U2＝3 V，可得b＝1.5，k＝，即U＝F＋1.5，又U＝E＝，解得Rx＝－240。‎ 答案　(1)变大　(2)240　1.5‎ ‎(3)Rx＝－240‎ 2‎