2022年高考物理冲破高分瓶颈考前必破：破（6）把握高考变化，洞悉命题方向，突破高考新题型

2020年高考物理冲破高分瓶颈考前必破破（6）把握高考变化、洞悉命题方向、突破高考新题型一、【真题引领】(2019·全国卷Ⅲ)甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_______。(填正确答案标号) A.米尺B.秒表C.光电门D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答： _________________________________________________________　__________________________________________________________。 (3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=_______m/s2。(保留2位有效数字) 【答案】(1)A　(2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺　(3)9.7解读题眼解析：(1)此实验用数码相机替代打点计时器，故实验原理是相同的，仍然需要米尺来测量点与点之间的距离，故选A。(2)米尺在本实验中的使用方法为：将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，这样便于测量连续几张照片上小球位置之间的距离。(3)利用逐差法Δx=aT2求加速度a。则g=a===9.7m/s2。失分警示：警示1：不能将题干信息转化成常见物理模型。题目用数码相机连拍的照片我们可以转化为常见的纸带。 警示2：对未知内容的抵触和害怕。看到“简述选择器材的使用方法”就感觉这种形式从来没见过，想放弃。要学会将没有见过的内容转化成通俗常见的物理模型。警示3：没有关注有效数字的要求。特别有数字要求的题目，填写完成后一定要核查一遍，确保结果符合要求，如本题要求保留2位有效数字，答案只能填9.7，不能填9.70。二、【高考猜押】（1）实验创新1.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的动量变化规律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后_______，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g；试着完善实验步骤⑥的内容。(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前总动量为_______kg·m/s；两滑块相互作用后总动量为_______kg·m/s。(保留三位有效数字) (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 ____________　。 【答案】(1)⑥释放纸带　(2)0.620　0.618(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用解析：(1)⑥使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带。 (2)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰撞前滑块1的动量为：p1=m1v1=0.310×kg·m/s=0.620kg·m/s滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg·m/s。碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：v2=×kg·m/s=0.618kg·m/s(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。2.在“验证牛顿第二定律”的实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔是T。(1)测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4，如图(a)所示，为使由实验数据计算的结果更精确一些，计算加速度平均值的公式应为a=__________。 (2)在该实验中，为验证小车质量M不变时，a与F成正比，小车质量M、沙及沙桶的质量m分别选取下列四组值。A.M=500g，m分别为50g、70g、100g、125gB.M=500g，m分别为20g、30g、40g、50gC.M=200g，m分别为50g、70g、100g、125gD.M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g若其他操作都正确，那么在选用_______组值测量时所画出的a-F图象较准确。 (3)有位同学通过测量，作出a-F图象，如图(b)所示。试分析：①图象不通过原点的原因是 ____________________________　。 ②图象上部弯曲的原因是 ____________________　。 【答案】(1)　(2)B(3)①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够　②未满足沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M解析：(1)逐差法处理实验数据，根据公式a=求解加速度。 (2)满足沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M的条件，绳对小车的拉力才近似等于沙和桶的重力，故选B。(3)分析实验误差出现的原因：①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；②未满足沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M。3.某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组(电动势约3V)、电流表(量程0.6A，内阻小于1Ω)、电阻箱(0～99.99Ω)、滑动变阻器(0～10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。(1)该同学按图甲连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20Ω。试分析该测量产生误差的原因是 ____________________　。 (2)简要写出利用如图甲所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：①____________________________________________________　； ②　_________________________________________________　。 (3)如图乙是由实验数据绘出的-R图象，由此求出待测干电池组的电动势E=_____V，内阻r=_______Ω。(计算结果保留三位有效数字) 【答案】(1)并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大。使测得的电流偏小，电流表内阻偏大(2)①断开K，将R旋至最大值，S掷向D②调小R直到电流表指针有足够偏转，改变R值测出几组I随R变化的数据(3)2.86(2.76～2.96)　2.37(2.37～2.47) 解析：(1)用图示电路测电流表电阻时用半偏法，其测量方法是：先闭合电键K，调节滑动变阻器，使电流表满偏；然后，把开关S连到C上，保持滑动变阻器电阻不变，调节电阻箱，使电流表半偏，则电阻箱的电阻即为电流表电阻，其产生误差的原因是并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大。使测得的电流偏小，电流表内阻偏大；(2)测电动势和内电阻，只需得出电流值及外电阻的阻值即可；故断开电键K，将开关S与D连接，调节电阻箱R，得到多组R、I值，由闭合电路欧姆定律画出-R图象，由图象的斜率及截距的意义即可求得电动势和内电阻。故步骤应为：①调节电阻箱R，断开开关K，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；②断开开关K，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数。(3)由闭合电路欧姆定律可得：E=I(R+RA+r)，即：=+由上式可知：图线的斜率是电动势的倒数，得：E==2.86V图线在纵轴上的截距=0.9解得：r=2.37Ω（2）选考创新4.如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图。状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能_______(选填“大”或“小”)；由B到C的过程中，气体将_______(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量_______(选填“大于”或“小于”)释放的总热量。 【答案】大　放出　大于 解析：由理想气体状态方程得：=解得：==可见TA