高考物理實(shí)驗(yàn)題專練(三)

實(shí)驗(yàn)題專練(三)1.某同學(xué)為了將一量程為3V的電壓表改裝成可測量電阻的儀表——?dú)W姆表(1)先用如圖1a所示電路測量該電壓表的內(nèi)阻，圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，閉合開關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)到3kΩ時，電壓表恰好滿偏；將電阻箱阻值調(diào)到12kΩ時，電壓表指針指在如圖b所示位置，則電壓表的讀數(shù)為________V.由以上數(shù)據(jù)可得電壓表的內(nèi)阻RV＝________kΩ.圖1(2)將圖a的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個表筆，就改裝成了一個可測量電阻的簡易歐姆表，如圖c所示，為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度，進(jìn)行了如下操作：閉合開關(guān)，將兩表筆斷開，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3.0V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為________(填“0”或“∞”)；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不同阻值的已知電阻找出對應(yīng)的電壓刻度，則“1V”處對應(yīng)的電阻刻度為________kΩ.(3)若該歐姆表使用一段時間后，電池內(nèi)阻不能忽略且變大，電動勢不變，但將兩表筆斷開時調(diào)節(jié)電阻箱，指針仍能滿偏，按正確使用方法再進(jìn)行測量，其測量結(jié)果將________.A.偏大 B.偏小C.不變 D.無法確定答案(1)1.506(2)∞1(3)C解析(1)由圖(b)所示電壓表表盤可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為1.50V；電源內(nèi)阻不計(jì)，由圖(a)所示電路圖可知，電源電動勢：E＝U＋I(xiàn)R＝U＋eq\f(U,RV)R，由題意可知：E＝3＋eq\f(3,RV)×3000，E＝1.5＋eq\f(1.5,RV)×12000，解得：RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V；(2)兩表筆斷開，處于斷路情況，相當(dāng)于兩表筆之間的電阻無窮大，故此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞，當(dāng)指針指向3V時，電路中的電流為Ig＝eq\f(3,6000)A＝0.0005A，此時電阻箱的阻值為R＝eq\f(1.5,0.0005)Ω＝3kΩ，當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時，有1＝eq\f(4.5,R＋\f(RxRV,Rx＋RV))eq\f(RxRV,Rx＋RV)，解得Rx＝1kΩ.(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電池在剛使用時有Ig＝eq\f(E,r＋RV＋R)＝eq\f(E,r＋R＋RV)，測量電阻時電壓表示數(shù)為U＝eq\f(E,r＋R＋\f(RVRx,RV＋Rx))eq\f(RVRx,Rg＋Rx)，歐姆表用一段時間調(diào)零時有Ig＝eq\f(E,r′＋RV＋R′)＝eq\f(E,r′＋R′＋RV)，測量電阻時U′＝eq\f(E,r′＋R′＋\f(RVRx′,RV＋Rx′))eq\f(RVRx′,RV＋Rx′)，比較可知r＋R＝r′＋R′，所以若電流相同，則Rx′＝Rx，即測量結(jié)果不變，C正確.2.某同學(xué)在科普讀物上看到：“勁度系數(shù)為k的彈簧從伸長量為x到恢復(fù)原長過程中，彈力做的功W＝eq\f(1,2)kx2”.他設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個結(jié)論.圖2A.將一彈簧的下端固定在地面上，在彈簧附近豎直地固定一刻度尺，當(dāng)彈簧在豎直方向靜止不動時其上端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x1，如圖2甲所示.B.用彈簧測力計(jì)拉著彈簧上端豎直向上緩慢移動，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F時，彈簧上端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x2，如圖乙所示.則此彈簧的勁度系數(shù)k＝________.C.把實(shí)驗(yàn)桌放到彈簧附近，將一端帶有定滑輪、兩端裝有光電門的長木板放在桌面上，使滑輪正好在彈簧的正上方，用墊塊墊起長木板不帶滑輪的一端，如圖丙所示.D.用天平測得小車(帶有遮光條)的質(zhì)量為M，用游標(biāo)卡尺測遮光條寬度d的結(jié)果如圖丁所示，則d＝________mm.E.打開光電門的開關(guān)，讓小車從光電門的上方以一定的初速度沿木板向下運(yùn)動(未連彈簧)，測得小車通過光電門A和B時的遮光時間分別為Δt1和Δt2.改變墊塊的位置，重復(fù)調(diào)節(jié)，直到Δt1＝Δt2時保持木板和墊塊的位置不變.F.用細(xì)繩通過滑輪將彈簧和小車相連，將小車?yán)焦怆婇TA的上方某處，此時彈簧上端在刻度尺上對應(yīng)的示數(shù)為x3，已知(x3－x1)小于光電門AB之間的距離，如圖丙所示.由靜止釋放小車，測得小車通過光電門A和B時的遮光時間分別為Δt1和Δt2.在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝________(用實(shí)驗(yàn)中測量的符號表示)，就驗(yàn)證了W＝eq\f(1,2)kx2的結(jié)論.答案eq\f(F,x2－x1)3.5eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt2))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt1))2解析由胡克定律，F(xiàn)＝k(x2－x1)，解得，此彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x2－x1).根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，遮光條寬度d＝3mm＋5×0.1mm＝3.5mm.由動能定理可得，eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(

2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(

2,1)v1＝eq\f(d,Δt1)v2＝eq\f(d,Δt2)即若eq\f(1,2)k(x3－x1)2＝eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt2))2－eq\f(1,2)M(eq\f(d,Δt1))2，就驗(yàn)證了W＝eq\f(1,2)kx2的結(jié)論.3.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的規(guī)格為“3.8V,0.3A”，除了開關(guān)、導(dǎo)線外，還有如下器材：電壓表V:量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ電流表A1：量程0～500mA，內(nèi)阻約0.5Ω電流表A2：量程0～100mA，內(nèi)阻約4Ω滑動變阻器R1：最大阻值10Ω，額定電流2.0A滑動變阻器R2：最大阻值100Ω，額定電流1.0A直流電源E：電動勢約6V，內(nèi)阻約0.5Ω(1)上述器材中，電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________.(填器材符號)(2)如圖3甲所示，在電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為________(用圖中給出的導(dǎo)線符號表示).圖3(3)通過實(shí)驗(yàn)得出了小燈泡的I－U圖線如圖乙，可知在小燈泡上的電壓為2.0V時，小燈泡的電阻是________Ω.(4)如果把該小燈泡直接接在電動勢是2V、內(nèi)阻是8Ω的電源上組成閉合回路，則通過小燈泡的電流為______A.答案(1)A1R1(2)c(3)8(4)0.16解析小燈泡上的電壓為2.0