实验题专项训练(二)(时间:15分钟分值:20分)1.(6分)一同学在实验室尝试修复一个坏的量程为0~10N的弹簧测力计,在更换了内部的弹簧后该同学进行了如下测试,不挂重物时,示数为0.1N;挂10N的重物时,示数为9.7N(弹簧仍在弹性限度内)。(1)当示数为10N时所挂重物所受的重力是N;(2)当所挂重物为5N时,示数是N。答案:(1)10.3(2)4.9解析:由重物的重力为0N时弹簧测力计示数为0.1N、重力为10N时弹簧测力计示数为9.7N,可得每1N示数对应的拉力为F0=109.7-0.1N=2524N当示数为10N时,所挂重物的重力为G1=(10-0.1)F0=10.3N。(2)当所挂重物的重力为5N时,示数为G2=5F0+0.1N=4.9N。2.(6分)小明同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间。小明同学进行了如下操作:(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径为mm。(2)该小球质量为m、直径为d。现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落,记录小球挡光时间t,已知重力加速度为g,则小球下落过程中动能增加量的表达式为;重力势能减少量的表达式为(用所给字母表示)。(3)改变小球下落高度h,多次重复实验,发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量,你认为可能的原因是(至少写出一条)。答案:(1)17.805(17.803~17.807均可)(2)12m(dt)2mgh(3)阻力做负功解析:(1)螺旋测微器的固定刻度为17.5mm,可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm,所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm;(2)已知经过光电门的时间内位移为小球的直径,则可以用平均速度表示经过光电门时的速度,所以v=dt,则小球下落过程中动能增加量的表达式为ΔEk=12m(dt)2;重力势能减少量的表达式为ΔEp=mgh;(3)根据能量守恒定律分析,重力势能的减少量ΔEp往往大于动能的增加量ΔEk的原因是阻力做负功。3.(8分)同学想测量一个量程为0~3V、内阻约3kΩ的电压表V的内阻Rx,所用的实验器材有:待测电压表V;电流表A(量程0~1.2mA,内阻为RA=100Ω);滑动变阻器R1(0~500Ω);定值电阻R=5.0kΩ;电阻箱R0(0~9999.9Ω);电源E(电动势8V,内阻较小);开关一个、导线若干。(1)要把电流表A改为量程0~12V的电压表,应把与电流表A串联的电阻箱R0的电阻调为Ω;(2)按如图甲所示的电路连接好电路,将电阻箱阻值按照上述第(1)问计算结果调节好,闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最端(选填“左”或“右”),实验中,多次调节滑动变阻器,记下电压表V的示数U和电流表A的示数I;(3)该同学以I为纵坐标,U为横坐标建立坐标系,根据测得数据描点作图如图乙所示。由电路图可知I与U的关系式为I=(用题中所给物理量符号表示),结合图线乙和已知数据可求得待测电压表内阻Rx=kΩ;(结果保留2位有效数字)(4)该同学还想利用图甲电路,测量一量程为0~1V、内阻约2kΩ的电压表内阻,为保证实验中的测量数据变化范围尽量大,只需更换一个定值电阻即可,若有四个阻值分别为2.0kΩ、8.0kΩ、14.0kΩ、20.0kΩ的定值电阻可供选择,他应选用阻值为kΩ的定值电阻。答案:(1)9900(2)左(3)1+RRxR0+RAU3.2(3.0~3.3均可)(4)14.0解析:(1)要把电流表A改为量程0~12V的电压表,应与电流表A串联的电阻箱R0的电阻调为R0=UIg-RA=121.2×10-3Ω-100Ω=9900Ω。(2)闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最左端。(3)由电路图可知I(RA+R0)=U+URxR,即I=1+RRxR0+RAU;由图像可知1+RRxR0+RA=k=7.2×10-42.8,解得Rx≈3.2kΩ。(4)测量量程为0~1V、内阻约2kΩ电表内阻,则此电压表的最大电压为1V,最大电流为I1=U1R1,定值电阻与电压表串联,电源电压为8V,所以定值电阻最大电压为7V,最大电流为I1,则电阻R=U2I1=14.0kΩ。
