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1、实验题专项练(二)1.(6分)现要验证当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图甲所示)、小车(假设小车的质量为m0,未具体测出)、计时器、刻度尺、弹簧测力计,还有钩码若干。实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响,重力加速度为g),完成下列实验步骤中所缺的内容:(1)按图甲安装好实验器材。(2)用弹簧测力计沿斜面向上拉小车保持静止,测出此时的拉力F。(3)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t,用刻度尺测量A1与A2之间的距离s,从运动学角度得小车的加速度a=。(4)已知A1与A2之间的距离s,实验时在
2、小车中加钩码,所加钩码总质量为m,要保持小车与钩码的合外力F不变,可采用如下方法:用弹簧测力计沿着斜面拉着小车,将斜面的,直到弹簧测力计的读数为为止。(5)多次增加钩码,然后重复步骤(4)。在小车与钩码的合外力保持不变的情况下,利用(3)和(4)的测量和计算结果,可得钩码总质量m与小车从A1到A2时间t的关系式为m=。(6)利用实验中所测得的数据作出了如图乙所示的m-t2图象,若该图象的斜率为k,图象在纵轴上截距的绝对值为b,那么根据该图象求得小车的质量m0=,小车所受的合外力大小为F=。(用k、b和s表示,用其他物理量表示均不正确)答案 (3)(4)高度适当降低F(5)-m0(6)b2sk解
3、析 (3)由初速度为零的匀加速直线运动位移公式有s=at2,故加速度为a=。(4)由平衡条件得F=,可见在小车中增加钩码的同时为保持小车所受的合外力不变,应调整斜面的高度,将斜面的高度降低,直到弹簧测力计的读数为F为止。(5)由牛顿第二定律有F=(m+m0)a=(m+m0),即m=t2-m0。(6)由m=t2-m0可知,图象在纵轴上截距的绝对值表示小车的质量,因此小车的质量为m0=b。图象的斜率为k=,故小车所受的合外力为F=2sk。2.(9分)某同学用如图甲所示的电路描绘一个标有“3 V0.25 A”小灯泡的伏安特性曲线。他已选用的器材有电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 );电流表(量程
4、为0250 mA,内阻约5 );电压表(量程为03 V,内阻约3 k);开关一个,导线若干。甲乙丙丁(1)实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的(填序号);滑动变阻器(最大阻值20 ,额定电流1 A)滑动变阻器(最大阻值1 750 ,额定电流0.3 A)(2)在图乙中他已经连接了一部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整;(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于(选填“a”或“b”)端;(4)为了得到伏安特性曲线,他以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,将实验中得到的多组数据进行了描点,如图丙所示,请你帮他完成I-U图象;(5)由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随
5、电压的增大而;(6)如果将此小灯泡连入如图丁所示电路,其中电源电动势为3 V,电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5 ,定值电阻R的阻值为10 。开关S闭合后,通过小灯泡的电流是 A。导学号88904183答案 (1)(2)如图甲所示(3)a(4)如图乙所示(5)增大(6)0.18(0.170.19)甲乙解析 (1)由题图甲可知,实验采用分压接法,滑动变阻器应选用小电阻,故选;(2)根据原理图,将实物图连接,如答案图甲;(3)为了保证安全,闭合开关前,滑动变阻器应保证测量电路中的电压为零,即滑动变阻器左侧分压为零,故滑片应在a处;(4)用平滑曲线将各点连接,如答案图乙;(5)由答案图乙可知I与U比值的倒数代表电阻,故说明电阻在增大;(6)设灯泡两端电压为U,电流为I,则由闭合电路欧姆定律可知E=U+1(r+R0),即数学表达式为I=0.6-U。作出其图象如图所示,两图的交点即为灯泡的工作点,则由图可知,电流为0.18 A。