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1、考前保溫訓練(八)　物理實驗 (限時30分鐘) 1．某同學用圖甲所示裝置進行“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗．平衡摩擦力后，通過實驗得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1 s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F.實驗時小車的質(zhì)量為0.390 kg，小車受到細繩的拉力為0.40 N．回答下列問題：(計算結(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；動能變化量ΔEk＝________J. (2)實驗中該同學發(fā)現(xiàn)W略大于ΔEk，其主要原因是_________(寫出一條即可)． 答案：(1)0.1

2、88　0.180　(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＝0.4×46.90×10－2 J＝0.188 J 動能的變化量ΔEk＝mv2E－0＝×0.390× 2 J－0＝0.180 J. (2)雖然平衡了摩擦力，但是每次運動中空氣或紙帶的阻力做負功，所以W略大于ΔEk. 2．(1)用20分度的游標卡尺測量某工件的內(nèi)徑時，示數(shù)如圖甲所示，由圖可知其長度為________cm；用螺旋測微器測量某圓柱體的直徑時，示數(shù)如圖乙所示，由圖可知其直徑為________mm. (2)某同學采用如圖丙所示的裝置探究物體的加速度與所受合

3、力的關(guān)系．用砂桶和砂的重力充當小車所受合力F；通過分析打點計時器打出的紙帶，測量加速度a.分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標系．根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)描出如圖丁所示的點跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致．該同學列舉產(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)量遠小于小車質(zhì)量的實驗條件； ④測量小車的質(zhì)量或者加速度時的偶然誤差過大． 通過進一步分析，你認為比較合理的原因可能是(　　) A．①和④B．②和③ C．①和③D．②和④ 答案：(1)5.0

4、15　4.700　(2)C 解析：(1)游標卡尺讀數(shù)50 mm＋0.05×3 mm＝50.15 mm＝5.015 cm. 螺旋測微器讀數(shù)4.5 mm＋0.01×20.0 mm＝4.700 mm. (2)由題圖丁可知當F＝0時，a≠0，則Mgsin θ>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選項正確． 3．已知電阻絲的電阻約為10 Ω，現(xiàn)備有下列器材供測量該電阻絲的電阻時選用，應選用的器材有________(只填代號)．畫出用伏安法測上述電阻絲的電阻時的電路圖． A．量程是0.6 A，內(nèi)阻是0.5 Ω的

5、電流表； B．量程是3 A，內(nèi)阻是0.1 Ω的電流表； C．量程是3 V，內(nèi)阻是6 kΩ的電壓表； D．量程是15 V，內(nèi)阻是30 kΩ的電壓表； E．阻值為0～1 kΩ，額定電流為0.5 A的滑動變阻器； F．阻值為0～10 Ω，額定電流為2 A的滑動變阻器； G．蓄電池(6 V)； H．開關(guān)一個，導線若干． 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，不連入滑動變阻器時干路電流最大值Imax＝ A＝0.6 A，因此電流表選A.若選B表，會有以下不足：首先0.6 A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

6、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3 V，則流過R的電流要被控制在0.3 A以下，由上面所選A電流表的量程知，此時其指針可偏轉(zhuǎn)較大． 若選D表，電壓表為15 V量程時，精確度太低，為實現(xiàn)電壓表和電流表精確度的匹配，應選C表而不選D表． ④選變阻器 由于上面所選的是量程為3 V的電壓表，滑動變阻器用限流接法時，選0～10 Ω的變阻器時阻值太小(電阻絲電壓超過電壓表量程)，選用0～1 000 Ω的變阻器時阻值太大(調(diào)節(jié)不方便)，因此決定滑動變阻器采用分壓電路的連接方式．由于電阻絲阻值約為10 Ω，為在3 V、0.3 A以下范圍內(nèi)

7、調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀取幾組測量值，滑動變阻器應選0～10 Ω的．不選用0～1 000 Ω的滑動變阻器，一是因為其阻值太大，調(diào)壓不靈敏；二是在滿足要求的情況下，應盡量選用小規(guī)格的器材． ⑤確定電流表的接法 由Rx＝ 10 Ω，RA＝0.5 Ω，RV＝6 kΩ分析可知，為減小RA分壓帶來的誤差，應選用電流表外接法． 選用實驗器材一般應根據(jù)實驗原理掌握“可行”“精確”和“方便”的原則．“可行”是指選用的實驗器材要能保持實驗的正常進行；“精確”是指選用的實驗器材要考慮盡可能地減小實驗誤差(如電表的指針偏轉(zhuǎn)要求較大)；“方便”是指選用的實驗器材要便于操作． 4．某同學為了測定一只電阻的阻值，采用了

8、如下方法： (1)用多用電表粗測：多用電表電阻擋有4個倍率：分別為×1 k、×100、×10、×1，該同學選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大(指針位置如圖中虛線所示)．為了較準確地進行測量，請你補充完整下列依次應該進行的主要操作步驟： a．___________________________________________________. b．兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0 Ω處． c．重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，測量結(jié)果是________Ω. (2)為了盡量準確測該電阻，要求測量時，電表指針有較大偏轉(zhuǎn)，測量

9、多組數(shù)據(jù)．除被測電阻外，還備有如下實驗儀器，請選擇儀器，設(shè)計實驗電路． A．電壓表V(量程50 V、內(nèi)阻約為25 kΩ) B．電流表A1(量程500 mA、內(nèi)電阻r1＝20 Ω) C．電流表A2(量程100 mA、內(nèi)電阻約5 Ω) D．定值電阻R0(80 Ω) E．滑動變阻器R(0～10 Ω) F．電源：電動勢E＝6 V，內(nèi)電阻較小 G．導線、開關(guān)若干 請在虛線框內(nèi)畫出能準確測量電阻R的電路圖(要求在電路圖上標出元件符號)．請根據(jù)設(shè)計的電路圖寫出Rx的測量值表達式Rx＝________. 答案：(1)a.換用×10倍率的擋位　c．120　(2)電路圖見解析　(R0＋r)

10、 解析：(1)由題知選擇×100倍率的電阻擋，正確操作時，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可知，為了使讀數(shù)準確，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)則可知測量結(jié)果為12.0×10 Ω＝120 Ω. (2)已知電源電動勢E＝6 V，而電壓表V的量程為50 V，相比較可得知，此電壓表不可選，誤差太大；由電源電動勢E＝6 V，被測阻值約120 Ω，可知：通過Rx的最大電流約為I＝＝50 mA；此題要用伏安法測電阻，測量中表的指針要有較大角度偏轉(zhuǎn)誤差才會較小，同時知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Rx兩

11、端的電壓；滑動變阻器R＝10 Ω比被測電阻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＝＝(R0＋r1)． 5.某小組利用圖示實驗裝置來測定滑塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，其中，a是滑塊(可視為質(zhì)點)，b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端與桌面相切)．實驗操作步驟如下： 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對齊，讓滑塊a從滑槽上最高點由靜止滑下，落在水平地面上的P點，并測出桌面的高度MO為h，OP距離為x0； B．將滑槽沿桌面向左移動一段距離，測出滑槽的末端N與桌面的

12、右端M的距離為L，讓滑塊a再次從滑槽上最高點由靜止滑下，落在水平地面上的P′點，測出OP′距離為x；改變L，重復上述步驟，分別記錄實驗數(shù)據(jù)． 不計空氣阻力．請回答下列問題： (1)實驗________(填“需要”或“不需要”)測量滑塊的質(zhì)量m. (2)根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作出x2-L關(guān)系的圖象如圖所示，若圖中縱截距為x，橫截距為L0，則可求出滑塊a與桌面間的動摩擦因數(shù)的表達式是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與桌面間的動摩擦因數(shù)的測量結(jié)果將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)． 答案：(1)不需要　(2)　(3

13、)不變 解析：滑塊a從滑槽上最高點由靜止滑到M點時的速度為v0，則根據(jù)平拋運動的知識可得x0＝v0t，h＝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由靜止滑下，運動到M點的速度為v，則有x＝vt，h＝gt2，根據(jù)動能定理得－μmgL＝mv2－mv，聯(lián)立各式可解得x2＝x－4μhL，由此式可知不需測量滑塊的質(zhì)量．再聯(lián)系x2-L圖象有＝4μh，即μ＝.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與桌面間的動摩擦因數(shù)的測量結(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”，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R

14、x的壓阻效應，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，實驗室中有下列器材： 甲 A．電源E(3 V，內(nèi)阻不計) B．電流表A1(3 mA，內(nèi)阻r1＝10 Ω) C．電流表A2(300 mA，內(nèi)阻r2約為1 Ω) D．電壓表V(15 V，內(nèi)阻約5 kΩ) E．電阻箱R1(最大阻值為10 000 Ω) F．定值電阻R0＝3 Ω G．開關(guān)S及若干導線 (1)為了比較準確地測量電阻Rx，請完成圖甲中虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計． (2)要測量電阻Rx，在電阻Rx上加一個豎直向上的力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

15、指明字母表示的測量量)，求解電阻Rx的表達式為Rx＝________(用所測物理量的字母表示)． (3)根據(jù)實驗測量結(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電流表串聯(lián)接入如圖丙所示電路將電流表改裝成測量壓力的儀表．若定值電阻R0＝14 Ω，電源和電流表內(nèi)阻不計，電源電動勢為3 V，則應將電流表刻度為________A處改為0 N，將電流表刻度為________A處改為4.5 N. 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)R1　(3)0.1　0.143 解析：(1)由題圖乙知，被測電阻Rx大小在

16、7～16 Ω之間，則電路中電流最大為0.43 A，電路中有保護電阻R0，電流小于0.3 A，電流表選A2.電源電動勢為3 V，電壓表量程太大，不能準確測量，應將電流表A1與電阻箱串聯(lián)，改裝成量程為3 V的電壓表，需要串聯(lián)阻值為990 Ω的電阻，改裝后電壓表總內(nèi)阻為1 000 Ω，被測量電阻為小電阻，電流表A2采用外接法． (2)閉合開關(guān)后，需要讀出電流表A1的示數(shù)I1，電流表A2的示數(shù)I2，電阻箱的示數(shù)R1，則電阻Rx的表達式為Rx＝. (3)壓力為0 N時，壓阻元件的電阻為16 Ω，由歐姆定律得電流為0.1 A；當壓力為4.5 N時，壓阻元件的電阻為7 Ω，電流為 0.143 A. 內(nèi)容總結(jié)