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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(二十四)
1.(2019·四川成都診斷)將兩根原長相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起,看作一根新彈簧,設(shè)原粗彈簧(記為A)的勁度系數(shù)為k1,原細(xì)彈簧(記為B)的勁度系數(shù)為k2,套成的新彈簧(記為C)的勁度系數(shù)為k3.關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系,同學(xué)們猜想如下:
甲同學(xué):和電阻并聯(lián)相似,可能是=+.
乙同學(xué):和電阻串聯(lián)相似,可能是k3=k1+k2.
丙同學(xué):可能是k3=.
(1)為了驗證猜想,同學(xué)們設(shè)計了相應(yīng)的實驗(裝置見圖甲所示).
(2)簡要實驗步驟如下,請完成相應(yīng)填空.
a.將彈簧A懸掛在鐵架臺上,用刻度尺測量彈簧A的原長L0;
b.在彈簧A
2、的下端掛上鉤碼,記下鉤碼的個數(shù)n、每個鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮,并用刻度尺測量彈簧的長度L1;
c.由F=________計算彈簧的彈力,由x=L1-L0計算彈簧的伸長量,由k=計算彈簧的勁度系數(shù);
d.改變________,重復(fù)實驗步驟b、c,并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1;
e.僅將彈簧分別換為B、C,重復(fù)上述操作步驟,求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3.比較k1、k2、k3并得出結(jié)論.
(3)圖乙是實驗得到的圖線,由此可以判斷________同學(xué)的猜想正確.
[解析] (2)彈簧的彈力F等于n個鉤碼的重力之和nmg;多次測量取平均值,可以減小誤差,所以實
3、驗中需要改變鉤碼的個數(shù)以改變彈簧彈力.
(3)由題圖乙可知,伸長量相同時,F(xiàn)C=FA+FB,由胡克定律可得k3x=k1x+k2x,所以k3=k1+k2,乙同學(xué)的猜想是正確的.
[答案] (2)nmg 鉤碼的個數(shù) (3)乙
2.(2019·武漢市高三調(diào)研)在驗證動量守恒定律實驗中,實驗裝置如圖所示,a、b是兩個半徑相等的小球,按照以下步驟進(jìn)行操作.
A.在木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙,并將該木板在緊靠槽口處豎直放置,使小球a從斜槽軌道上固定點處由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;
B.將木板水平向右移動一定距離并固定,再使小球a從固定點處由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡B;
C.
4、把小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球a仍從固定點處由靜止釋放,和小球b相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡A和C.
(1)為了保證在碰撞過程中小球a不反彈,a、b兩球的質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系是m1________m2(選填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)完成本實驗,必須測量的物理量有________.
A.小球a開始釋放的高度h
B.木板水平向右移動的距離l
C.小球a和小球b的質(zhì)量m1、m2
D.O點分別到A、B、C三點的距離y1、y2、y3
[解析] (1)為防止兩球碰撞后,小球a反彈,小球a的質(zhì)量應(yīng)大于小球b的質(zhì)量,即m1>m2.(2)a、b兩球碰撞后均做平拋運
5、動,l=vt,y=gt2,得l=v,若滿足m1v0=m1v1+m2v2,即碰撞前后動量守恒,即可驗證動量守恒定律,對該式進(jìn)行整理可得=+,因此需要測量小球a和小球b的質(zhì)量m1、m2以及O點分別到A、B、C三點的距離y1、y2、y3,選項C、D正確.
[答案] (1)大于 (2)CD
3.(2019·河南六市聯(lián)考)一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,圓盤加速轉(zhuǎn)動時,角速度的增加量Δω與對應(yīng)時間Δt的比值定義為角加速度β.我們用電磁打點計時器、刻度尺、游標(biāo)卡尺、紙帶、復(fù)寫紙來完成下述實驗.(打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz;A、B、C、D、…為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點
6、間有四個點未畫出)
①如圖甲所示,將打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔,然后固定在圓盤的側(cè)面,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上;
②接通電源,打點計時器開始打點,啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動;
③經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶,進(jìn)行測量.
(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示,圓盤的半徑r為________cm;
(2)由圖丙可知,打下計數(shù)點D時,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為________rad/s;
(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為________rad/s2(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
[解析] (1)由圖乙可知,主尺刻度為60
7、mm,游標(biāo)尺上的小數(shù)部分為0,由于最小分度為0.05 mm,游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為60.00 mm,即6.000 cm,因此圓盤的直徑為6.000 cm,半徑為3.000 cm.
(2)由頻率f=50 Hz可知,周期T=0.02 s,則紙帶上相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔t′=5T=0.1 s,故打下計數(shù)點D時,速度vD== m/s=0.417 m/s,故ω== rad/s=13.9 rad/s.
(3)紙帶運動的加速度a=== m/s2=0.705 m/s2,由于β=,ω=,故圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為β== rad/s2=23.5 rad/s2.
[答案] (1)3.000 (2)13.9 (3
8、)23.5
4.(2019·云南七校聯(lián)考)材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”,利用這種效應(yīng)可以測量壓力大小.如圖甲所示為某壓敏電阻在室溫下的電阻壓力特性曲線,其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值.為了測量壓力F,需先測量壓敏電阻處于壓力下的電阻值RF.
請按要求完成下列實驗.
(1)設(shè)計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路,在圖乙的虛線框內(nèi)畫出實驗電路的原理圖(壓敏電阻已給出,待測壓力大小約為40~80 N,不考慮壓力對電路其他部分的影響),要求誤差較小,提供的器材如下:
A.壓敏電阻,無壓力時阻值R0=6000 Ω
B.滑動變阻器R,最大
9、阻值約為200 Ω
C.電流表A,量程0~2.5 mA,內(nèi)阻為30 Ω
D.電壓表V,量程0~3 V,內(nèi)阻為3 kΩ
E.直流電源E,電動勢為3 V,內(nèi)阻很小
F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(2)正確接線后,將壓敏電阻置于待測壓力下,通過壓敏電阻的電流是1.33 mA,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表的讀數(shù)為________V.
(3)此時壓敏電阻的阻值為________Ω(保留兩位有效數(shù)字);結(jié)合圖甲可知待測壓力的大小F=________N.
[解析] (1)由于滑動變阻器總電阻較小,遠(yuǎn)小于待測壓敏電阻的阻值,因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法;同時因待測壓敏電阻的阻值較大,故應(yīng)采用電
10、流表內(nèi)接法;電路原理圖如圖所示.
(2)電壓表量程為0~3 V,最小分度為0.1 V,則讀數(shù)為2.00 V.
(3)根據(jù)歐姆定律可知RF=-RA= Ω-30 Ω=1.5×103 Ω,則有==4;由圖甲可知,待測壓力的大小F=60 N.
[答案] (1)見解析圖 (2)2.00 (3)1.5×103 60
5.(2019·河南省豫南九校質(zhì)量考評)利用如圖甲所示的電路可以較為準(zhǔn)確地測出待測電阻Rx的阻值.其中R1為一段較長的粗細(xì)均勻的電阻絲,Rx為待測電阻,R0為電阻箱,a為電表.測量步驟如下:
根據(jù)如圖甲所示的電路圖連接電路;將R0調(diào)到某一數(shù)值,滑片P與電阻絲某位置連接.閉合開關(guān)S
11、1,試觸開關(guān)S2,觀察電表a指針的偏轉(zhuǎn)情況;適當(dāng)左右移動滑片P的位置,直至閉合開關(guān)S2時,電表a的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);測出滑片左右兩側(cè)電阻絲的長度L1和L2,讀出此時電阻箱接入電路的阻值R0.
(1)根據(jù)圖甲的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙的實物圖連接成完整電路;
(2)為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,圖甲中的電表a選以下的哪個電表更合適________.
A.量程為0~3 V、分度值為0.1 V、內(nèi)阻為3000 Ω的電壓表
B.量程為0~0.6 A、分度值為0.02 A、內(nèi)阻為60 Ω的電流表
C.量程為0~30 μA、分度值為1 μA、內(nèi)阻為100 Ω的靈敏電流計
(3)如果電表a中電
12、流方向由M流向P時,指針向右偏轉(zhuǎn),則當(dāng)指針向右偏轉(zhuǎn)時,可以通過以下哪些操作使指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)________.
A.適當(dāng)增大電阻箱R0的阻值
B.適當(dāng)減小電阻箱R0的阻值
C.將滑片P向左移動適當(dāng)?shù)木嚯x
D.將滑片P向右移動適當(dāng)?shù)木嚯x
(4)用測量的物理量(L1、L2和R0)表示待測電阻的阻值Rx=____________.
[解析] (1)實物圖連接如答案圖所示.
(2)為了使測量結(jié)果更精確,就要使電表更靈敏.選項A電表指針偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為0.1 V,而選項B電表指針偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為0.02 A×60 Ω=1.2 V,選項C電表指針偏轉(zhuǎn)1格所需電壓為1 μA×100 Ω=0.1 mV,所以選C表.
(3)當(dāng)指針向右偏轉(zhuǎn)時,說明M點的電勢比P點高,因此可以減小R0分得的電壓,或減小滑片左邊電阻絲分得的電壓,即減小R0接入電路的阻值或向左移動滑片P,選項B、C正確.
(4)當(dāng)電表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時,M、P兩點電勢相等,即=,所以Rx=R0.
[答案] (1)實物圖連接如圖所示
(2)C (3)BC (4)R0
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