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1、實驗題專項訓(xùn)練(二)
(時間:15分鐘 分值:20分)
1.(6分)一同學(xué)在實驗室嘗試修復(fù)一個壞的量程為0~10 N的彈簧測力計,在更換了內(nèi)部的彈簧后該同學(xué)進行了如下測試,不掛重物時,示數(shù)為0.1 N;掛10 N的重物時,示數(shù)為9.7 N(彈簧仍在彈性限度內(nèi))。
(1)當示數(shù)為10 N時所掛重物所受的重力是 N;?
(2)當所掛重物為5 N時,示數(shù)是 N。?
答案:(1)10.3 (2)4.9
解析:由重物的重力為0N時彈簧測力計示數(shù)為0.1N、重力為10N時彈簧測力計示數(shù)為9.7N,可得每1N示數(shù)對應(yīng)的拉力為
F0=109.7-0.1N=2524N
當示數(shù)為1
2、0N時,所掛重物的重力為G1=(10-0.1)F0=10.3N。
(2)當所掛重物的重力為5N時,示數(shù)為G2=5F0+0.1N=4.9N。
2.(6分)小明同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中紅外線發(fā)射器、接收器可記錄小球的擋光時間。小明同學(xué)進行了如下操作:
(1)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑為 mm。?
(2)該小球質(zhì)量為m、直徑為d。現(xiàn)使小球從紅外線的正上方的高度h處自由下落,記錄小球擋光時間t,已知重力加速度為g,則小球下落過程中動能增加量的表達式為 ;重力勢能減少量的表達式為 (用所給字母表示)。?
(3)改變小球
3、下落高度h,多次重復(fù)實驗,發(fā)現(xiàn)小球動能的增加量總是小于重力勢能的減少量,你認為可能的原因是 (至少寫出一條)。?
答案:(1)17.805(17.803~17.807均可)
(2)12mdt2 mgh
(3)阻力做負功
解析:(1)螺旋測微器的固定刻度為17.5mm,可動刻度為30.5×0.01mm=0.305mm,所以最終讀數(shù)為17.5mm+0.305mm=17.805mm;
(2)已知經(jīng)過光電門的時間內(nèi)位移為小球的直徑,則可以用平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度,所以v=dt,則小球下落過程中動能增加量的表達式為ΔEk=12mdt2;重力勢能減少量的表達式為Δ
4、Ep=mgh;
(3)根據(jù)能量守恒定律分析,重力勢能的減少量ΔEp往往大于動能的增加量ΔEk的原因是阻力做負功。
3.(8分)同學(xué)想測量一個量程為0~3 V、內(nèi)阻約3 kΩ的電壓表V的內(nèi)阻Rx,所用的實驗器材有:待測電壓表V;電流表A(量程0~1.2 mA,內(nèi)阻為RA=100 Ω);滑動變阻器R1(0~500 Ω);定值電阻R=5.0 kΩ;電阻箱R0(0~9 999.9 Ω);電源E(電動勢8 V,內(nèi)阻較小);開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。
(1)要把電流表A改為量程0~12 V的電壓表,應(yīng)把與電流表A串聯(lián)的電阻箱R0的電阻調(diào)為 Ω;?
(2)按如圖甲所示的電路連接好電路,將電阻箱阻
5、值按照上述第(1)問計算結(jié)果調(diào)節(jié)好,閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動變阻器的滑片調(diào)到最 端(選填“左”或“右”),實驗中,多次調(diào)節(jié)滑動變阻器,記下電壓表V的示數(shù)U和電流表A的示數(shù)I;?
(3)該同學(xué)以I為縱坐標,U為橫坐標建立坐標系,根據(jù)測得數(shù)據(jù)描點作圖如圖乙所示。由電路圖可知I與U的關(guān)系式為I= (用題中所給物理量符號表示),結(jié)合圖線乙和已知數(shù)據(jù)可求得待測電壓表內(nèi)阻Rx= kΩ;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)?
(4)該同學(xué)還想利用圖甲電路,測量一量程為0~1 V、內(nèi)阻約2 kΩ的電壓表內(nèi)阻,為保證實驗中的測量數(shù)據(jù)變化范圍盡量大,只需更換一個定值電阻即可,若有四個阻值分別為2.0 k
6、Ω、8.0 kΩ、14.0 kΩ、20.0 kΩ的定值電阻可供選擇,他應(yīng)選用阻值為 kΩ的定值電阻。?
答案:(1)9 900 (2)左 (3)1+RRxR0+RAU 3.2(3.0~3.3均可) (4)14.0
解析:(1)要把電流表A改為量程0~12V的電壓表,應(yīng)與電流表A串聯(lián)的電阻箱R0的電阻調(diào)為R0=UIg-RA=121.2×10-3Ω-100Ω=9900Ω。
(2)閉合開關(guān)S前應(yīng)先將滑動變阻器的滑片調(diào)到最左端。
(3)由電路圖可知I(RA+R0)=U+URxR,即I=1+RRxR0+RAU;
由圖像可知1+RRxR0+RA=k=7.2×10-42.8,解得Rx≈3.2kΩ。
(4)測量量程為0~1V、內(nèi)阻約2kΩ電表內(nèi)阻,則此電壓表的最大電壓為1V,最大電流為I1=U1R1,定值電阻與電壓表串聯(lián),電源電壓為8V,所以定值電阻最大電壓為7V,最大電流為I1,則電阻R=U2I1=14.0kΩ。
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