高中物理一轮复习专题撬分练 专题12 实验与探究Word下载.docx
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FN1
FN2
FN3
FN4
FN5
FN6
FN7
FN8
FN/N
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
传感器数据
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F/N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.42
1.61
1.79
2.01
试完成:
(1)在实验过程中,是否要求平板小车必须做匀速直线运动?
________(填“是”或“否”)。
(2)为了充分测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
Δf1=F5-F1=0.83N,Δf2=F6-F2=0.78N,Δf3=F7-F3=0.80N,请你给出第四个差值:
Δf4=________=________。
(3)根据以上差值,可以求出每增加0.50N砝码时摩擦力增加Δf。
Δf用Δf1、Δf2、Δf3、Δf4表示的式子为:
Δf=________,代入数据解得Δf=________N。
(4)木块与平板小车间的动摩擦因数μ=________。
答案
(1)否
(2)F8-F4 0.79N
(3)
0.2 (4)0.4
解析
(1)测定木块和平板小车间的动摩擦因数,只需木块与小车间相对滑动,木块与小车间的摩擦力就是滑动摩擦力,所以不需要小车匀速运动。
(2)ΔF4=F8-F4=0.79N。
(3)Δf=
=
=0.20N。
(4)根据Δf=μΔN,又ΔN=0.5N,解得μ=0.4。
3.[2016·
冀州中学期末](9分)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.6kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器电源。
上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。
请你分析数据回答下列问题(设整个过程中小车所受阻力恒定,结果保留两位有效数字):
(1)该电动小车的最大速度为________m/s。
(2)该电动小车所受阻力为________N。
(3)该电动小车的额定功率为________W。
答案
(1)1.5
(2)1.2 (3)1.8
解析
(1)小车匀速运动时,牵引力等于阻力,此时速度最大,最大速度为v=
m/s=1.5m/s。
(2)匀减速运动阶段有
a=
m/s≈2.0m/s2,根据牛顿第二定律有Ff=ma=1.2N。
(3)电动小车的额定功率P=Fv=Ffv=1.2×
1.5W=1.8W。
4.[2016·
衡水二中期中](9分)为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。
其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。
(滑轮质量不计)
(1)(多选)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的aF图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B.
C.kD.
答案
(1)BCD
(2)1.3 (3)D
解析
(1)由实验原理图可以看出,由弹簧测力计的示数可得到小车所受的合外力的大小,故不需要测砂和砂桶的质量,也不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M,A、E错;
为保证绳上拉力提供合外力,必须平衡摩擦力,B对;
小车应靠近打点计时器,先接通电源,再放小车,同时读出弹簧测力计的示数,C对;
为了多测几组数据,需改变砂和砂桶的质量多做几次实验,D对。
(2)由逐差法可得:
小车的加速度
,将T=
×
3s=0.06s,代入可得a=1.3m/s2
(3)由题图结合牛顿第二定律,有2F=M·
a,
得a=
·
F
则图象斜率k=
,得小车的质量M=
,故A、B、C错,D对。
5.[2016·
衡水二中热身](12分)某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验:
(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中,小车质量为M,沙桶和沙子的总质量为m,通过改变m改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。
现保持小车质量M不变,逐渐增大沙桶和沙的总质量m进行多次实验,得到多组a、F值(F为弹簧测力计的示数)。
①为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A.只需平衡小车的摩擦力
B.沙桶和沙的总质量要远小于小车的质量
C.滑轮摩擦足够小,绳的质量足够轻
D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为________。
A.
B.
C.mgD.F
③当沙桶和沙的总质量较大导致a较大时,图线________(填选项前的字母)。
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
(2)图丙为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AD=18.0cm、AE=32.0cm,打点计时器的频率为50Hz,则C点的速度为________m/s,小车的加速度为________m/s2。
(3)另一同学设想用图丙的纸带“探究功与速度变化的关系”。
他分析认为,以A为坐标原点,各点到A的距离与弹簧测力计的示数F的乘积为纵坐标,各点的速度的二次方为横坐标,若能在直角坐标系中得到一条过原点的倾斜直线,即可得到“W∝v2”结论。
你认为可行吗?
________(填“可行”或“不可行”)。
答案
(1)①C ②D ③C
(2)0.8 4 (3)可行
解析
(1)①不仅需平衡小车与木板间的摩擦力,还要平衡打点计时器与纸带间的摩擦力,故A错误;
因为弹簧测力计直接测出了拉力大小,故B错误;
滑轮摩擦足够小,绳的质量足够轻,有利于减小实验误差,故C正确;
应先接通打点计时器的电源,再释放小车,故D错误。
②由牛顿第二定律得a=
,故选D。
③当沙桶和沙的总质量较大导致a较大时,由于弹簧测力计直接测出了拉力大小,故图线仍保持原方向不变,C正确。
(2)vC=
m/s=0.8m/s,
=4m/s2。
(3)由动能定理得Fs=
Mv2,故可行。
电学实验
6.[2016·
枣强中学一轮检测](14分)某同学做测定电阻丝的电阻率的实验。
(1)实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝的直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是________cm。
(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值,已知此电阻丝的阻值约为几十千欧,下面给出了实验操作步骤:
a.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
b.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,而后断开两表笔
c.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,测出阻值后,断开两表笔
d.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆挡的某一挡位
合理的实验步骤顺序是______(填写相应的字母)。
旋转选择开关,其尖端应对准的欧姆挡位是________;
根据该挡位和下图所示指针位置,电阻丝的阻值约为______Ω。
(3)用电流表和电压表较精确地测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:
电压表
(量程3V,内阻约50kΩ)
电流表
(量程100μA,内阻约200Ω)
(量程5mA,内阻约20Ω)
(量程0.6A,内阻约1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用________(填字母代号);
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路。
(4)分别用L、d、Rx表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ=________。
答案
(1)0.0642
(2)dbca ×
1k 3.20×
104
如图所示
(4)
解析
(1)螺旋测微器固定部分读数为0.5mm,可动部分的读数为14.2×
0.01mm=0.142mm,因而电阻丝的直径为0.642mm=0.0642cm。
(2)首先选择合适的欧姆挡位,然后欧姆调零,再进行电阻测量,最后把选择开关旋转至“OFF”位置或者“500V”交流挡位,因而合理的顺序为dbca。
由于电阻丝阻值约为几十千欧,因而选择的欧姆挡位为“×
1k”,根据指针位置可知电阻丝的阻值为32.0×
103Ω=3.20×
104Ω。
(3)估算电路中最大电流约为I=
=125μA,因而电流表选A1,估算临界电阻为R0=
kΩ,Rx>
R0,因而电流表采用内接法;
由于滑动变阻器的阻值远小于电阻丝的阻值,因而滑动变阻器采用分压接法。
(4)由Rx=ρ
可得ρ=
。
7.[2016·
武邑中学仿真](14分)
(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测。
使用多用电表欧姆挡时,将选择开关置于合适的挡位后,必须先将两表笔短接,再进行________使指针指在欧姆刻度的“0”处。
若该同学将选择开关旋在“×
1”位置,指针在刻度盘上停留的位置如图所示,则所测量的值为________Ω。
(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:
A.电流表(量程15mA,内阻未知)
B.电流表(量程0.6A,内阻未知)
C.电阻箱(最大电阻99.99Ω)
D.电阻箱(最大电阻999.99Ω)
E.电源(电动势3V,内阻1Ω)
F.单刀单掷
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