實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(四)

實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(四)(時(shí)間：30分鐘)1.某同學(xué)用如圖1所示的電路測(cè)量一未知電阻的阻值，有以下器材可供選擇。待測(cè)電阻Rx(阻值約為10Ω)；電壓表V1(量程為6V，內(nèi)阻約為2kΩ)；電壓表V2(量程為15V，內(nèi)阻約為10kΩ)；電流表A1(量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)；電流表A2(量程為3A，內(nèi)阻約為0.02Ω)；單刀雙擲開關(guān)；滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為10Ω，允許通過的最大電流為2A)；電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻忽略不計(jì))；單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線若干。圖1(1)為了較準(zhǔn)確地測(cè)出待測(cè)電阻的阻值，電壓表應(yīng)選擇______，電流表應(yīng)選擇______。(2)如圖2所示為電路對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。圖2(3)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，單刀雙擲開關(guān)應(yīng)擲于________(填“a”或“b”)處，該電阻的測(cè)量值________(填“>”“＝”或“<”)真實(shí)值。答案(1)V1A1(2)見解析圖(3)a<解析(1)若選用量程為15V的電壓表，由于電源的電動(dòng)勢(shì)為12V，則回路中最大電流約為1.2A，選擇電流表A1量程太小，選擇電流表A2量程又太大，故電壓表只能選V1，此時(shí)通過電流表的最大電流約為0.6A，故電流表選擇A1。(2)實(shí)物圖連接如圖所示。(3)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，因此電流表應(yīng)采用外接法，單刀雙擲開關(guān)應(yīng)擲于a處，此時(shí)電流的測(cè)量值偏大，因此電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。2.某實(shí)驗(yàn)小組探究輕質(zhì)彈簧彈性勢(shì)能與其形變量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，原長(zhǎng)L＝20cm的輕質(zhì)彈簧一端固定在氣墊導(dǎo)軌右端的擋板上，處于原長(zhǎng)時(shí)另一端剛好與帶有遮光條的滑塊接觸。彈簧與滑塊不拴接，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。向右推動(dòng)滑塊壓縮彈簧，然后將滑塊由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間為t。已知遮光條及滑塊的總質(zhì)量M＝0.5kg，遮光條的寬度d＝8mm。不考慮滑塊反彈，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。圖3(1)將實(shí)驗(yàn)中的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，在其下端掛上一個(gè)質(zhì)量為200g的重物。彈簧左側(cè)刻度尺的零刻度線與彈簧上端對(duì)齊。重物穩(wěn)定時(shí)彈簧末端指針的位置如圖4所示。指針?biāo)傅目潭戎禐開_______cm；彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m(取g＝10m/s2)。圖4(2)若某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t＝0.005s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小v＝________m/s；釋放滑塊時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為_______J。(3)實(shí)驗(yàn)小組將所測(cè)彈簧的形變量ΔL及相應(yīng)彈性勢(shì)能Ep的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在下表中。實(shí)驗(yàn)小組觀察數(shù)據(jù)后，預(yù)測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能與其相應(yīng)的形變量的平方成線性關(guān)系。請(qǐng)你在圖5坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪出Ep－ΔL2圖線。ΔL/(10－2m)246810Ep/(10－2J)3.915.932.863.899.7圖5(4)Ep－ΔL2圖線的斜率為______N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(5)通過以上實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能Ep＝________(用k和ΔL表示)。答案(1)21.00200(2)1.60.64(3)見解析圖(4)100(5)eq\f(1,2)kΔL2解析(1)該刻度尺的分度值為0.1cm，應(yīng)估讀到0.01cm，故指針?biāo)傅目潭戎禐?1.00cm；由胡克定律可知mg＝k(L1－L)，其中L1＝21.00cm，m＝0.2kg，解得k＝200N/m。(2)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小v＝eq\f(d,t)＝1.6m/s由能量守恒定律可知Ep＝eq\f(1,2)Mv2＝0.64J。(3)作圖時(shí)要注意使盡量多的點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線的兩側(cè)，舍棄偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，圖像如圖所示。(4)圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，取原點(diǎn)及圖線上(0.01m2，1J)兩點(diǎn)可知，圖線的斜率為100N/m。(5)Ep與ΔL2的函數(shù)關(guān)系為Ep＝eq\f(1,2)kΔL2。3.在x軸上有兩個(gè)波源，分別位于x＝－0.2m和x＝1.0m處，振幅均為A＝8cm，由它們產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波甲、乙分別沿x軸正方向和x軸負(fù)方向傳播。如圖6所示為t＝0時(shí)刻兩列波的波形圖，此刻平衡位置處于x＝0.2m和x＝0.6m處的M、N兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。已知兩列波同時(shí)傳播到x＝0.4m處，0～0.25s時(shí)間內(nèi)，平衡位置處于x＝0.4m處的質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為s＝48cm。求：圖6(1)甲波波速的大小；(2)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程。答案(1)2m/s(2)y＝－0.16sin[10π(t－0.1)]m(t≥0.1s)解析(1)由題意知兩機(jī)械波的波速大小相同，波長(zhǎng)均為λ＝0.4m，故周期相同，設(shè)周期為T，MP＝NP＝eq\f(λ,2)兩列波同時(shí)傳到x＝0.4m處，質(zhì)點(diǎn)P起振的時(shí)刻為t1＝eq\f(\f(λ,2),v)＝eq\f(T,2)x＝0.4m處為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故P的振幅為AP＝2A因?yàn)閑q\f(s,2A)＝3所以質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的時(shí)間為t2＝eq\f(3T,4)t1＋t2＝0.25s解得T＝0.2s由于v＝eq\f(λ,T)解得v＝2m/s。(2)t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P開始沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，ω＝eq\f(2π,T)＝10πrad/s質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y＝－0.16sin[10π(t－0.1)]m(t≥0.1s)。4.如圖7甲所示，在相對(duì)水平地面高度h1＝1.4m的平臺(tái)右端固定一傾角α＝37°的斜面體。斜面體的右側(cè)面與平臺(tái)的右側(cè)面在同一豎直平面內(nèi)，斜面體底端B處與平臺(tái)平滑連接，斜面體頂端C相對(duì)平臺(tái)的高度h2＝0.6m。質(zhì)量m＝0.8kg的滑塊靜置于平臺(tái)上的A點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)滑塊施加水平向右的力F，F(xiàn)隨滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x變化的規(guī)律如圖乙所示，滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去F。A、B之間的平臺(tái)表面光滑，長(zhǎng)度L1＝1m，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5?；瑝K從斜面體頂端C飛出后，落到水平地面上的D點(diǎn)(圖中未畫出)?；瑝K可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。求：圖7(1)滑塊在B、C兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)C、D之間的水平距離。答案(1)eq\f(3\r(5)－5,10)s(2)4m解析(1)F隨位移x均勻減小，0～1m內(nèi)，F(xiàn)的平均值為eq\o(F,\s\up6(－))＝18N滑塊由A至B由動(dòng)能定理得eq\o(F,\s\up6(－))L1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝3eq\r(5)m/s滑塊在B、C之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)滑塊由牛頓第二定律得mgsinα＋μmgcosα＝ma解得a＝10m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得veq\o\al(2,C)－veq\o\al(2,B)＝－2aeq\f(h2,sinα)t1＝eq\f(vC－vB,－a)解得vC＝5m/s,t1＝eq