實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(二)

實(shí)驗(yàn)＋中檔計(jì)算題增分練(二)(時(shí)間：30分鐘)1.測(cè)量物塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。圖1(1)下列選項(xiàng)中，符合實(shí)驗(yàn)中必要的措施及要求的是________。A.細(xì)繩必須與桌面平行B.接通電源和釋放物塊同時(shí)進(jìn)行C.物塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量D.先平衡摩擦力，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(2)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條比較理想的紙帶如圖2所示，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則此次實(shí)驗(yàn)物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)在0.1s內(nèi)的速度平均增量為________m/s(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖2(3)在(2)中，若物塊的質(zhì)量為500g，砂和砂桶的總質(zhì)量為300g，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，則物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。答案(1)A(2)0.20(3)0.27解析(1)實(shí)驗(yàn)中，為保證物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩必須與桌面平行，故A正確；必須先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后再釋放物塊，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中，可以選物塊和砂桶(含砂)構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，所以不需要滿足物塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量這一條件，故C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，所以實(shí)驗(yàn)中不需要平衡摩擦力，故D錯(cuò)誤。(2)利用逐差法有a＝eq\f(CE－AC,（2T）2)＝eq\f(（30.42－11.20－11.20）×10－2,4×0.01)m/s2≈2.0m/s2，根據(jù)加速度的定義可知，物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)在0.1s內(nèi)的速度增量為0.20m/s。(3)根據(jù)牛頓第二定律有mg－μMg＝(M＋m)a，代入數(shù)據(jù)得μ≈0.27。2.興趣學(xué)習(xí)小組將電壓表改裝成測(cè)量物體質(zhì)量的儀器，如圖3所示。所用實(shí)驗(yàn)器材有：直流電源：電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r；理想電壓表V：量程0～3V；滑動(dòng)變阻器R：規(guī)格0～5Ω；豎直固定的粗細(xì)均勻的直電阻絲R0：總長(zhǎng)為1cm，總阻值為9Ω；豎直彈簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盤，彈簧上固定一水平導(dǎo)體桿，導(dǎo)體桿右端點(diǎn)P與直電阻絲R0接觸良好且無摩擦；開關(guān)S以及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)秤盤中未放被測(cè)物前，將導(dǎo)體桿右端點(diǎn)P置于直電阻絲R0上端a處，秤盤處于靜止?fàn)顟B(tài)。(2)直流電源的U－I圖像如圖4所示，則電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(3)在彈簧的彈性限度內(nèi)，在秤盤中輕輕放入被測(cè)物，待秤盤靜止平衡后，導(dǎo)體桿右端點(diǎn)P正好處于直電阻絲R0下端b處，要使此時(shí)電壓表達(dá)到滿偏，則滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值為________Ω。已知彈簧的勁度系數(shù)k＝9.8×103N/m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2，則被測(cè)物的質(zhì)量m＝________kg。由此在電壓表的刻度盤上標(biāo)示相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)值，即將該電壓表改裝成了測(cè)量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是________(填“均勻”或“非均勻”)的。(4)直流電源使用較長(zhǎng)時(shí)間后，電動(dòng)勢(shì)E減小，內(nèi)阻r增大。在此情況下，改裝成的測(cè)量物體質(zhì)量的儀器的示數(shù)與被測(cè)物的質(zhì)量的真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。答案(2)4.01.0(3)2.010均勻(4)偏小解析(2)U－I圖線與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率表示內(nèi)阻，可得E＝4.0V，r＝1.0Ω。(3)電壓表達(dá)到滿偏Ug時(shí)，設(shè)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值為Rx，可得eq\f(Ug,R0)＝eq\f(E,R0＋r＋Rx)，解得Rx＝2.0Ω。由平衡條件可得kl＝mg，解得m＝10kg，因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)與彈簧形變成正比，被測(cè)物的質(zhì)量也與彈簧形變成正比，所以將該電壓表改裝成測(cè)量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是均勻的。(4)直流電源使用較長(zhǎng)時(shí)間后，電動(dòng)勢(shì)E減小，內(nèi)阻r增大，電路中電流偏小，當(dāng)右端點(diǎn)P處于相同位置時(shí)，電壓表示數(shù)較小，改裝成的測(cè)量物體質(zhì)量的儀器的示數(shù)與被測(cè)物的質(zhì)量的真實(shí)值相比偏小。3.如圖5，某材料制備系統(tǒng)由供氣瓶、反應(yīng)室、加熱器和真空泵等設(shè)備組成。供氣瓶的容積為20L，儲(chǔ)存的氣體壓強(qiáng)為3.0×105Pa，反應(yīng)室的容積為10L。制備材料前，反應(yīng)室處于真空狀態(tài)，關(guān)閉所有閥門。制備材料時(shí)，先打開閥門1，供氣瓶向反應(yīng)室緩慢供氣，當(dāng)反應(yīng)室氣壓達(dá)到1.0×102Pa時(shí)，關(guān)閉閥門1；對(duì)反應(yīng)室內(nèi)氣體緩慢加熱，使其從室溫25℃升到200℃，進(jìn)行材料合成。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待反應(yīng)室溫度降至室溫，將其抽至真空狀態(tài)。環(huán)境溫度恒定，忽略材料體積，氣體不參與反應(yīng)。圖5(1)加熱后，求反應(yīng)室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；(2)當(dāng)供氣瓶剩余氣體壓強(qiáng)降到1.5×105Pa時(shí)，需更換新的供氣瓶，供氣瓶最多能給反應(yīng)室充氣多少次？答案(1)159Pa(2)3000次解析(1)根據(jù)查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝eq\f(T2,T1)p1＝159Pa。(2)設(shè)可以供n次，則根據(jù)玻意耳定律得p0V0＝np1V1＋pV0解得n＝3000。4.2022年冬奧會(huì)將由北京和張家口市聯(lián)合舉行?；┻\(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)訓(xùn)練過程中，從斜坡頂端以8m/s的速度水平飛出，經(jīng)過一段時(shí)間后，運(yùn)動(dòng)員的速度方向偏轉(zhuǎn)了45°，g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計(jì)。求：圖6(1)從水平飛出到速度方向偏轉(zhuǎn)45°，運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)從水平飛出到速度方向偏轉(zhuǎn)45°，運(yùn)動(dòng)員的水平位移和豎直位移大小。答案(1)0.8s(2)6.4m3.2m解析(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員從飛出到速度偏轉(zhuǎn)45°所用的時(shí)間為t，由速度的偏角公式可