考前保溫訓(xùn)練7

考前保溫訓(xùn)練(七)物理實(shí)驗(yàn)(限時(shí)30分鐘)1．某同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．平衡摩擦力后，通過實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的質(zhì)量為0.390kg，小車受到細(xì)繩的拉力為0.40N．回答下列問題：(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)甲乙(1)小車從O到E，所受合力做的功W＝________J；動(dòng)能變化量ΔEk＝________J.(2)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)W略大于ΔEk，其主要原因是_________(寫出一條即可)．答案：(1)0.1880.180(2)小車受到空氣阻力的作用(紙帶阻力等，從系統(tǒng)誤差的角度回答)解析：(1)合力做的功W＝FxOE＝0.4×46.90×10－2J＝0.188J動(dòng)能的變化量ΔEk＝eq\f(1,2)mv2E－0＝eq\f(1,2)×0.390×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(57.00－37.80,2×0.1)×10－2))2J－0＝0.180J.(2)雖然平衡了摩擦力，但是每次運(yùn)動(dòng)中空氣或紙帶的阻力做負(fù)功，所以W略大于ΔEk.2．(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某工件的內(nèi)徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，由圖可知其長度為________cm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量某圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，由圖可知其直徑為________mm.(2)某同學(xué)采用如圖丙所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系．用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車所受合力F；通過分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)量加速度a.分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標(biāo)系．根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖丁所示的點(diǎn)跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致．該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下：①在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過高；②沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過低；③砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件；④測(cè)量小車的質(zhì)量或者加速度時(shí)的偶然誤差過大．通過進(jìn)一步分析，你認(rèn)為比較合理的原因可能是()A．①和④ B．②和③C．①和③ D．②和④答案：(1)5.0154.700(2)C解析：(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)50mm＋0.05×3mm＝50.15mm＝5.015cm.螺旋測(cè)微器讀數(shù)4.5mm＋0.01×20.0mm＝4.700mm.(2)由題圖丁可知當(dāng)F＝0時(shí)，a≠0，則Mgsinθ>f，說明θ角偏大，右端墊得過高；圖象的末端不是直線說明砂桶和砂的總質(zhì)量m0和小車質(zhì)量M不滿足m0?M的關(guān)系，所以只有C選項(xiàng)正確．3．已知電阻絲的電阻約為10Ω，現(xiàn)備有下列器材供測(cè)量該電阻絲的電阻時(shí)選用，應(yīng)選用的器材有________(只填代號(hào))．畫出用伏安法測(cè)上述電阻絲的電阻時(shí)的電路圖．eq\x(\a\al(,,,,,))A．量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的電流表；B．量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω的電流表；C．量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表；D．量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表；E．阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器；F．阻值為0～10Ω，額定電流為2A的滑動(dòng)變阻器；G．蓄電池(6V)；H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．答案：ACFGH電路圖如圖所示解析：①先選H和電源G.②選電流表電源選定后可估算總電流，不連入滑動(dòng)變阻器時(shí)干路電流最大值Imax＝eq\f(6,10)A＝0.6A，因此電流表選A.若選B表，會(huì)有以下不足：首先0.6A電流太小，指針偏轉(zhuǎn)范圍不足總刻度的三分之一，讀數(shù)時(shí)誤差較大；其次電流表的滿偏電流越大，分度值即精確度越低，故不選B.③選電壓表若選C表，量程3V，則流過R的電流要被控制在0.3A以下，由上面所選A電流表的量程知，此時(shí)其指針可偏轉(zhuǎn)較大．若選D表，電壓表為15V量程時(shí)，精確度太低，為實(shí)現(xiàn)電壓表和電流表精確度的匹配，應(yīng)選C表而不選D表．④選變阻器由于上面所選的是量程為3V的電壓表，滑動(dòng)變阻器用限流接法時(shí)，選0～10Ω的變阻器時(shí)阻值太小(電阻絲電壓超過電壓表量程)，選用0～1000Ω的變阻器時(shí)阻值太大(調(diào)節(jié)不方便)，因此決定滑動(dòng)變阻器采用分壓電路的連接方式．由于電阻絲阻值約為10Ω，為在3V、0.3A以下范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀取幾組測(cè)量值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選0～10Ω的．不選用0～1000Ω的滑動(dòng)變阻器，一是因?yàn)槠渥柚堤?，調(diào)壓不靈敏；二是在滿足要求的情況下，應(yīng)盡量選用小規(guī)格的器材．⑤確定電流表的接法由Rx＝10Ω，RA＝0.5Ω，RV＝6kΩ分析可知，為減小RA分壓帶來的誤差，應(yīng)選用電流表外接法．選用實(shí)驗(yàn)器材一般應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握“可行”“精確”和“方便”的原則．“可行”是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要能保持實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行；“精確”是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要考慮盡可能地減小實(shí)驗(yàn)誤差(如電表的指針偏轉(zhuǎn)要求較大)；“方便”是指選用的實(shí)驗(yàn)器材要便于操作．4．某同學(xué)為了測(cè)定一只電阻的阻值，采用了如下方法：(1)用多用電表粗測(cè)：多用電表電阻擋有4個(gè)倍率：分別為×1k、×100、×10、×1，該同學(xué)選擇×100倍率，用正確的操作步驟測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大(指針位置如圖中虛線所示)．為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟：a．___________________________________________________.b．兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處．c．重新測(cè)量并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖中實(shí)線所示，測(cè)量結(jié)果是________Ω.(2)為了盡量準(zhǔn)確測(cè)該電阻，要求測(cè)量時(shí)，電表指針有較大偏轉(zhuǎn)，測(cè)量多組數(shù)據(jù)．除被測(cè)電阻外，還備有如下實(shí)驗(yàn)儀器，請(qǐng)選擇儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．A．電壓表V(量程50V、內(nèi)阻約為25kΩ)B．電流表A1(量程500mA、內(nèi)電阻r1＝20Ω)C．電流表A2(量程100mA、內(nèi)電阻約5Ω)D．定值電阻R0(80Ω)E．滑動(dòng)變阻器R(0～10Ω)F．電源：電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)電阻較小G．導(dǎo)線、開關(guān)若干請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出能準(zhǔn)確測(cè)量電阻R的電路圖(要求在電路圖上標(biāo)出元件符號(hào))．請(qǐng)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖寫出Rx的測(cè)量值表達(dá)式Rx＝________.eq\x(\a\al(,,,,,,,,,,))答案：(1)a.換用×10倍率的擋位c．120(2)電路圖見解析eq\f(I1,I2－I1)(R0＋r)解析：(1)由題知選擇×100倍率的電阻擋，正確操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度太大，由多用電表的電阻刻度特點(diǎn)可知，為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，指針要擺到表盤中央附近，則要把×100倍率擋換成×10倍率擋．由歐姆表盤的讀數(shù)規(guī)則可知測(cè)量結(jié)果為12.0×10Ω＝120Ω.(2)已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，而電壓表V的量程為50V，相比較可得知，此電壓表不可選，誤差太大；由電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，被測(cè)阻值約120Ω，可知：通過Rx的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝50mA；此題要用伏安法測(cè)電阻，測(cè)量中表的指針要有較大角度偏轉(zhuǎn)誤差才會(huì)較小，同時(shí)知A1的量程和內(nèi)電阻，可將定值電阻R0與A1串聯(lián)改裝成一電壓表測(cè)Rx兩端的電壓；滑動(dòng)變阻器R＝10Ω比被測(cè)電阻Rx小得多，則采取分壓式接法，則電路圖如圖所示：由電路圖可知，Rx兩端電壓Ux＝I1(R0＋r1)Rx中的電流Ix＝I2－I1則Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(I1,I2－I1)(R0＋r1)．5.某小組利用圖示實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)定滑塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其中，a是滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端與桌面相切)．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A．將滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端與桌面的右端M對(duì)齊，讓滑塊a從滑槽上最高點(diǎn)由靜止滑下，落在水平地面上的P點(diǎn)，并測(cè)出桌面的高度MO為h，OP距離為x0；B．將滑槽沿桌面向左移動(dòng)一段距離，測(cè)出滑槽的末端N與桌面的右端M的距離為L，讓滑塊a再次從滑槽上最高點(diǎn)由靜止滑下，落在水平地面上的P′點(diǎn)，測(cè)出OP′距離為x；改變L，重復(fù)上述步驟，分別記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．不計(jì)空氣阻力．請(qǐng)回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)________(填“需要”或“不需要”)測(cè)量滑塊的質(zhì)量m.(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作出x2-L關(guān)系的圖象如圖所示，若圖中縱截距為xeq\o\al(2,0)，橫截距為L0，則可求出滑塊a與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式是μ＝________.(3)若更換不同材料的滑槽使滑塊a與滑槽b間摩擦阻力減小，則滑塊a與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量結(jié)果將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)．答案：(1)不需要(2)eq\f(x\o\al(2,0),4hL0)(3)不變解析：滑塊a從滑槽上最高點(diǎn)由靜止滑到M點(diǎn)時(shí)的速度為v0，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可得x0＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2，將滑槽左移一段距離L后，讓滑塊a再次從滑槽上最高點(diǎn)由靜止滑下，運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的速度為v，則有x＝vt，h＝eq\f(1,2)gt2，根據(jù)動(dòng)能定理得－μmgL＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，聯(lián)立各式可解得x2＝xeq\o\al(2,0)－4μhL，由此式可知不需測(cè)量滑塊的質(zhì)量．再聯(lián)系x2-L圖象有eq\f(x\o\al(2,0),L0)＝4μh，即μ＝eq\f(x\o\al(2,0),4hL0).若更換不同材料的滑槽使滑塊a與滑槽b間摩擦阻力減小，滑塊a與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量結(jié)果將不變．6．有些材料的電阻率隨壓力作用而變化，這種現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”，這種材料可以制成壓力傳感器．現(xiàn)用如圖甲所示的電路先研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，然后將其改裝為傳感器．已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到十幾歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：甲A．電源E(3V，內(nèi)阻不計(jì))B．電流表A1(3mA，內(nèi)阻r1＝10Ω)C．電流表A2(300mA，內(nèi)阻r2約為1Ω)D．電壓表V(15V，內(nèi)阻約5kΩ)E．電阻箱R1(最大阻值為10000Ω)F．定值電阻R0＝3ΩG．開關(guān)S及若干導(dǎo)線(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx，請(qǐng)完成圖甲中虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)．(2)要測(cè)量電阻Rx，在電阻Rx上加一個(gè)豎直向上的力F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開關(guān)S后，需要讀取的數(shù)據(jù)為_______(用字母表示，并指明字母表示的測(cè)量量)，求解電阻Rx的表達(dá)式為Rx＝________(用所測(cè)物理量的字母表示)．(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，作出壓阻元件的Rx-F圖象，如圖乙所示，將這種壓阻元件與一個(gè)電流表串聯(lián)接入如圖丙所示電路將電流表改裝成測(cè)量壓力的儀表．若定值電阻R0＝14Ω，電源和電流表內(nèi)阻不計(jì)，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，則應(yīng)將電流表刻度為________A處改為0N，將電流表刻度為________A處改為4.5N.乙丙答案：(1)如圖所示(2)電流表A1的示數(shù)I1，電流表A2的示數(shù)I2，電阻箱的示數(shù)R1eq\f(I1r1＋R1,I2－I1)(3)0.10.143解析：(1)由題圖乙知，被測(cè)電阻Rx大小在7～16Ω之間，則電路中電流最大為0.43A，電路中有保護(hù)電阻R0，電流小于0.3A，電流表選A2.電源電動(dòng)勢(shì)為3V