實(shí)驗(yàn)題17分練(1)

　　1.(6分)有一金屬材料制成的圓柱形物體，當(dāng)用游標(biāo)卡尺來測它的截面直徑d時(shí)，示數(shù)如圖1甲所示，則d=________mmU=________V，流過該物體的電流為I=________A。

　　解析　游標(biāo)卡尺主尺上讀的毫米數(shù)為30 mm，游標(biāo)尺上第10條刻度線與主尺某刻度線對齊由于卡尺是20分度的所以讀數(shù)為30 mm+0.05×10 mm=30.50 mm。電壓表應(yīng)選用0～3 V量程，最小分度為0.1 V，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到最小分度的，所以讀數(shù)為2.25 V;電流表應(yīng)選用0～0.6 A量程，最小分度為0.02 A，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到最小分度的，所以讀數(shù)為0.42 A。

　　答案　30.50(2分)　2.25(2分)　0.42(2分)

　　2.[2015·福建理綜，19(1)](6分)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

　�、賵D2甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長量Δl為________cm;

　　圖2

　�、诒綺_______;(填選項(xiàng)前的字母)

　　A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

　　B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

　�、蹐D丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是____________________________。

　　解析�、儆梢覉D知，讀數(shù)為14.66 cm，所以彈簧伸長(14.66-7.73)cm=6.93 cm;②若隨意增減砝碼，作圖不方便，有可能會超出彈簧的彈性限度，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)A正確。③由圖知AB段彈簧伸長量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼重力超過彈簧的彈性限度。

　　答案�、�6.93(2分)�、贏(2分)�、坫^碼重力超過彈簧的彈性限度(2分)

　　3.(6分)某同學(xué)測量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的直徑和電阻。試分析下列問題：

　　(1)現(xiàn)用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，測量結(jié)果如圖3甲所示，則該圓柱體的直徑為d=________mm。

　　(2)然后該同學(xué)利用多用電表粗測該圓柱體的電阻，測量結(jié)果如圖乙所示，則此次測量結(jié)果為R=________Ω。

　　圖3

　　(3)為了較精確地得到該金屬圓柱體的電阻

　�、匍]合開關(guān)S1，將開關(guān)S2打向a處，待電流表示數(shù)穩(wěn)定后讀出電流表的示數(shù)。某次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖4甲所示，則此次電流表的示數(shù)為I=________A。

　�、谌缓笥謱㈤_關(guān)S2打向b處，調(diào)節(jié)電阻箱，________，電阻箱此時(shí)的示數(shù)如圖乙所示，則電阻箱此時(shí)的阻值為R1=________Ω。

　�、郾粶y電阻Rx的阻值Rx=________Ω。

　　圖4

　　解析　(1)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為5.000 mm，可動刻度與固定刻度基線對齊格數(shù)為31.5(格)，讀數(shù)為0.315 mm，則螺旋測微器讀數(shù)為5.000 mm+0.315 mm=5.315 mm。

　　(2)多用電表選用“×1”歐姆擋，則多用電表讀數(shù)為R=13 Ω。

　　(3)①電流I=0.30 A。②電阻箱的讀數(shù)為R1=14 Ω。③此實(shí)驗(yàn)的原理是等效替代法，若開關(guān)S2接a時(shí)與開關(guān)S2接b時(shí)電流表的讀數(shù)相同，說明Rx的阻值與R1的阻值相同，可知Rx=14 Ω。

　　答案　(1)5.315(1分)　(2)13(1分)　(3)①0.30(1分)

　�、谑闺娏鞅碜x數(shù)與S2接a時(shí)相同(1分)　14(1分)�、�14(1分)

　　4.(6分)(2015·江西九江市高三一模)圖5甲所示是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另一端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點(diǎn)附近放置一組光電門，測出小圓柱運(yùn)動到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間Δt，再用游標(biāo)卡尺測出小圓柱的直徑d，如圖乙所示，重力加速度為g。則

　　圖5

　　(1)小圓柱的直徑d=________cm。

　　(2)測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離l，若等式gl=________成立，說明小圓柱下擺過程機(jī)械能守恒。

　　(3)若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器，測出繩子上的拉力F，則驗(yàn)證小圓柱做圓周運(yùn)動時(shí)在最低點(diǎn)向心力的公式還需要測量的物理量是________(用文字和字母表示)，若等式F=________成立，則

　　解析　(1)主尺讀數(shù)為1 cm，游尺讀數(shù)為0.1×2=0.2 mm，故小圓柱的直徑d=1.02 cm;

　　(2)小圓柱到達(dá)最低點(diǎn)的速度為v=，若mgl=mv2，即gl=，則說明小圓柱體下擺過程機(jī)械能守恒。

　　(3)小圓柱體在最低點(diǎn)時(shí)有F-mg=m，因而只需要測量F。

　　答案　(1)1.02 cm(1分)　(2)(2分)　(3)小圓柱的質(zhì)量m(1分)　m+mg(2分)

　　5.(6分)某同學(xué)利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。f=50 Hz。在保持實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量不變的情況下，放開鉤碼，小車加速運(yùn)動，處理紙帶得到小車運(yùn)動的加速度a;改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

　　圖6

　　(1)實(shí)驗(yàn)過程中打出的一條紙帶如圖7所示，在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明D，E。測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是測得AC的長度為12.30 cm，CD的長度為6.60 cm，DE的長度為6.90 cm，則小車運(yùn)動的加速度a=________m/s2。

　　(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，以小車運(yùn)動的加速度a為縱軸，鉤碼的質(zhì)量m為橫軸，得到如圖8所示的a-m圖像，已知重力加速度g=10 m/s2。

　　圖8

　�、儆蓤D像求出實(shí)驗(yàn)小車的質(zhì)量為________kg;

　�、谄胶饽Σ亮�時(shí)，長木板與水平實(shí)驗(yàn)臺夾角的正切值約為________。

　　解析　(1)設(shè)A、B之間的距離為x1，B、C之間的距離為x2，C、D之間的距離為x3，D、E之間的距離為x4，由Δx=aT2得x3-x1=2a1T2，x4-x22a2T2，所以小車的加速度a=(a1+a2)===0.3 m/s2

　　(2)由題意可知a=-k，故a-m圖線的斜率等于，由題圖8可得M車=1.0 kg;平衡摩擦力時(shí)，長木板與水平實(shí)驗(yàn)臺的夾角較小，其正切值近似等于正弦值，0.1 N，故夾角的正切值約為0.01。

　　答案　(1)0.3(2分)　(2)①1.0(2分)�、�0.01(2分)

　　6.(6分)某同學(xué)先后用兩種方法來測量一段金屬絲的阻值。

　　(1)他先用多用電表“×1”歐姆擋測量，在正確操作的情況下，表盤指針如圖9甲所示，可讀得該金屬絲的阻值Rx=________

　　(2)他再用如圖乙所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，某次測量時(shí)兩個(gè)電表的指針如圖乙中所示，由兩電表示數(shù)可算出該金屬絲的阻值Rx=________Ω(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

　　甲　　　　　　　乙

　　(3)根據(jù)這兩個(gè)測量值可知：采用如圖乙的電路測量較小阻值的電阻時(shí)，電流表的內(nèi)阻對測量值的影響________(填“很大”或“很小

　　解析　(1)歐姆表的讀數(shù)方法是表盤讀數(shù)乘以所選的倍率。由此可知用多用電表測量的結(jié)果為Rx=6 Ω。

　　(2)由圖乙可知金屬絲兩端的電壓為U=2.40 V，流過金屬絲的電流為I=0.35 A，根據(jù)部分電路的歐姆定律可得Rx==Ω=6.9 Ω。

　　(3)第(2)問中計(jì)算出來的電阻實(shí)際上是電流表和金屬絲的總電阻。電流表的內(nèi)阻約為RA=0.9 Ω，因此采用電流表內(nèi)接

　　答案　(1)6(2分)　(2)6.9(2分)　(3)很大(2分)

　　7.(6分)(2015·山東理綜，22)如圖10甲所示的電路中，恒流源可為電路提供恒定電流I0，R為定值電阻，電RL消耗的電功率。改變RL的阻值，記錄多組電流、電壓的數(shù)值，得到如圖乙所示的U-I關(guān)系圖線。

　　回答下列問題：

　　(1)滑動觸頭向下移動時(shí)，電壓表示數(shù)________(填“增大”或“減小”)。

　　(2)I0=________A。

　　(3)RL消耗的最大功率為________W(保留一位有效數(shù)字

　　解析　(1)滑動觸頭向下移動時(shí)，RL阻值減小，則總電阻減小，由于總電流不變，因此總電壓變小，則電壓表讀數(shù)變小。

　　(2)由電路圖可知：I0=I+，即U=I0R-IR，由U-I圖線可知，I0R=20，R=k= Ω=20 Ω，則I0=1.00 A(0.98、0.99、1.01均正確)。

　　(3)RL消耗的功率為P=IU=20I-20I2則當(dāng)I=0.5 A時(shí)，功率的最大值為Pm=5 W。

　　答案　(1)減小(2分)　(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正確)(2分)　(3)5(2分)

　　8.(6分)電流傳感器和電壓傳感器可以稱作真正的“DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中常被用來進(jìn)行精確測定。

　　(1)在如圖11所示實(shí)物電路中，定值電阻R0=39.5 Ω，傳感器________(填“M”或“N”)為電流傳感器。

　　(2)現(xiàn)利用此電路探究電源的輸出功率P(傳感器測得的電流I、電壓U的值的乘積)隨電阻箱電阻R的變化規(guī)律，同時(shí)為了測定電流表內(nèi)阻RA，將待測電流表A串聯(lián)在電路中。

　�、賹⒆杂啥薬接在c點(diǎn)，不斷調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，傳感器測得多組電流I、電壓U的值，由計(jì)算機(jī)處理得到當(dāng)輸出功率最大時(shí)，電阻R1=39.0 Ω，最大功率Pm1=2.50 W;

　�、趯⒆杂啥薬改接d點(diǎn)，不斷調(diào)節(jié)電阻箱阻值，得到當(dāng)輸出功率最大時(shí)，電阻箱阻值R2=41.8 Ω。

　　由此可知，電源內(nèi)阻r=________Ω，電流表內(nèi)阻RA=________Ω，電源電動勢E=________V。(小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù))

　　解析　(1)除連接計(jì)算機(jī)的導(dǎo)線外，其他電路如圖所N串聯(lián)在電路中為電流傳感器。

　　(2)當(dāng)自由端a接c點(diǎn)時(shí)，外電路中電流表A與電阻箱串聯(lián)，R0等效為電源內(nèi)阻，電源輸出功率最大時(shí)r+R0=R1+RA;當(dāng)自由端a接d點(diǎn)時(shí)，電源、定值電阻R0與電流表串聯(lián)成等效內(nèi)電路，電源輸出功率最大時(shí)r+R0+RA=R2，聯(lián)立兩式解得r=0.9 Ω，RA=1.4 Ω。由Pm=得電源電動勢E=，代入數(shù)據(jù)得E=20.1 V。

　　答案　(1)N(2分)　(2)0.9(1分)　1.4(1分)　20.1(2分)