實驗題專項練(三)1.(2021安徽淮南高三二模)某同學利用如圖甲所示裝置探究外力做功與動能變化的關系,AB為足夠長的斜面,BC為粗糙程度相同且足夠長的木板,二者連接處圓滑且木板BC水平放置,P為帶有擋光片的滑塊,Q為光電計時器,將滑塊P在斜面AB上不同高度處釋放,滑塊P將以不同速度通過光電計時器Q,最后均能停在長木板BC上。甲乙(1)在實驗前,該同學用螺旋測微器測出擋光片的寬度d,讀數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為d= mm。?(2)要探究外力對滑塊P做功與滑塊P動能變化的關系,除了測出擋光片的寬度d外,還需要測出的物理量是 。?A.滑塊P的質量mB.滑塊P的長度LC.滑塊P與斜面AB間的動摩擦因數(shù)μ1D.滑塊P與水平長木板BC間的動摩擦因數(shù)μ2E.滑塊P的擋光片經(jīng)過光電計時器的時間tF.滑塊P的擋光片經(jīng)過光電計時器后停止的位置到光電計時器的距離x(3)若外力對物體所做的功等于物體動能的變化量,則通過本實驗得出的關系式是 。(已知當?shù)刂亓铀俣葹間,用題中已知量的字母和所選擇需要測量的物理量的字母來表示)?2.(2021江西南昌高三三模)在測量定值電阻阻值的實驗中,提供的實驗器材如下:電壓表V1(量程3V,內阻r1=3.0kΩ),電壓表V2(量程5V,內阻r2=5.0kΩ),滑動變阻器R(額定電流1.5A,最大阻值100Ω),待測定值電阻Rx,電源E(電動勢6.0V,內阻不計),開關和導線若干?;卮鹣铝袉栴}:(1)將虛線框中的電路原理圖補充完整。(2)根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)(U1、U2分別為電壓表V1、V2的示數(shù)),在圖甲給出的坐標紙上繪制
U2-U1圖象。測量次數(shù)12345U1/V1.001.502.002.503.00U2/V1.612.413.214.024.82(3)由U2-U1圖象得到待測定值電阻的阻值Rx= Ω(結果保留三位有效數(shù)字)。?(4)完成上述實驗后,若要繼續(xù)采用該實驗原理測定另一個定值電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值,在不額外增加器材的前提下,要求實驗精度盡可能高,請在圖乙的實線框內畫出改進的電路圖。實驗題專項練(三)1.答案(1)1.550 (2)DEF (3)μ2gx=解析(1)1.5mm+0.01mm×5.0=1.550mm。(2)要探究的關系為-μ2mgx=0-,化簡得μ2gx=,本實驗不需要測出小車的質量、長度,需要測出滑塊P與水平長木板BC間的動摩擦因數(shù)μ2,滑塊P的擋光片經(jīng)過光電計時器后停止的位置到光電計時器的距離x,滑塊P的擋光片經(jīng)過光電計時器的時間t,A、B、C錯誤,D、E、F正確。(3)滑塊P經(jīng)過光電門的速度v=,滑塊P經(jīng)過光電門后到速度減為0的過程中,摩擦力對滑塊P所做的功為Wf=-μ2mgx,由題設知Wf=ΔEk,即-μ2mgx=0-,解得μ2gx=。2.答案(1)見解析 (2)見解析 (3)1.82×103 (4)見解析解析(1)電壓表V1和Rx串聯(lián)再和V2并聯(lián),并聯(lián)的總電阻遠大于滑動變阻器的最大阻值,為了調節(jié)滑動變阻器時電表示數(shù)變化明顯,故選擇分壓接法,如圖所示。
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù),繪制的U2-U1圖象如圖所示。(3)根據(jù)實驗電路圖,有Rx=變形得U2=U1根據(jù)U2-U1圖象可得斜率k==1.605則有1.605=代入r1=3.0kΩ,解得Rx=1.82×103Ω。(4)因待測電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值較小,若仍與電壓表V1串聯(lián),則所分得的電壓過小,不利于測量,故待測電阻與其中的一個電壓表并聯(lián),由于電源電動勢只有6V,為了讓待測電阻Ry分得較大的電壓,故待測電阻Ry應與電壓表V2并聯(lián),再與電壓表V1串聯(lián),改進后的電路圖如圖所示。