题目内容

(2010?成都三模)Ⅰ.在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
ABC
ABC

(1)下面叙述正确的是
A、选用的重锤的质量应当稍大一些;
B、必须选用点迹清晰,且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带才行;
C、操作时应先通电再放释放纸带;
D、电磁打点计时器都应接在电压为4~6V的直流电源上.
(2)实验桌上有下列器材可供选用:铁架台,电磁打点计时器,复写纸,纸带,秒表,低压交流电源(带开关),导线,天平,刻度尺.
其中不必要的器材有
秒表、天平
秒表、天平
;缺少的器材是
重锤
重锤

Ⅱ.某学校兴趣小组利用如图1所示的电路做了一个探究性实验,电路中B是一个黑箱,内部连接了一个电学元件,图1中的电压表与电流表均为理想电表.下表是该小组所测得的实验数据,但由于一个疏忽,将电路中的两个电压表误写成U1和U2,没有与电路中的V和V′对应起来.他们利用坐标纸,作了适当的图线,并成功地完成了探究实验.

I (A) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.42 0.47 0.50
U1 (V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.20 1.60 2.00
U2(V) 4.20 3.55 2.95 2.50 1.70 1.05 0.50
(1)实验小组已经在如图2所示的坐标纸中正确地标出了数据点,请你在上述基础上完成电学元件B的U-I图并作好标记“B”(允许在坐标纸上作多个图进行研究,但必须明确标示出哪个图是“B”);
(2)黑箱B中的电学元件最有可能是:
A
A

A.小灯炮
B.定值电阻
C.半导体热敏电阻
D.半导体二极管
(3)上述实验电路中电源电动势为
5.0
5.0
V,电源内阻为
5.0
5.0
Ω.(保留两位有效数字)
(4)上述电路中的滑动变阻器阻值调整为5Ω时,黑箱B消耗的电功率约为
0.40
0.40
W.
分析:Ⅰ、根据实验的原理以及操作的注意事项确定正确的操作步骤.根据实验的原理确定需要测量的物理量,从而确定测量的器材.
Ⅱ、(1、2)根据闭合电路欧姆定律,通过电压随着电流的变化图线得出电学元件B的U-I图线.根据图线的形状确定黑箱中可能的元件.
(3)根据两电压表示数之和等于外电压,结合电流,通过闭合电路欧姆定律求出电动势和内阻的大小.
(3)将滑动变阻器的电阻等效到电源的内部,作出外电压和电流的关系图线,以及B的U-I图线的交点的横纵坐标表示此时的电流和电压.从而得出黑箱B消耗的电功率.
解答:解:Ⅰ、(1)A、为了减小阻力的影响,选用的重锤的质量应当稍大一些.故A正确.
B、根据h=
1
2
gt2=
1
2
×10×0.022m=0.002m=2mm
知,第1、2个点间的距离接近2mm,可知阻力非常小,能够较好地验证机械能守恒定律.故B正确.
C、操作时应先接通电源,再释放纸带.故C正确.
D、电磁打点计时器都应接在电压为4~6V的交流电源上.故D错误.
故选:ABC.
(2)要验证机械能守恒定律,即mgh=
1
2
mv2
,需要测量下降的高度以及瞬时速度的大小.不需要秒表、天平.缺少重锤.
Ⅱ(1)滑动变阻器电阻增大,整个电路中电流减小,外电压增大,B的电压减小,滑动变阻器的电压增大.可知,U1表示B两端的电压.U-I图线如图所示.
(2)从U-I图可知,电压随着电流的增大而增大,且电阻在增大,可知该元件为灯泡,电阻随着温度的升高而增大.故选:A.
(3)作出U2与电流的关系图线,当电流为零时,U1=0,U2=5.0V,则电动势E=U1+U2=5.0V.
当电流I=0.50A时,U1=2V,U2=0.5V,则内阻r=
E-U1-U2
I
=5.0Ω

(4)将滑动变阻器等效到电源的内部,则内阻r=10Ω,电源的电动势为5.0V,作出该电源的U-I关系式为U=5-10I,作出图线如图所示,与黑箱B的U-I图线交于P,P点的横坐标为0.4A,纵坐标为1V,则黑箱B消耗的功率P=UI=0.40W.
故答案为:I.(1)ABC;      (2)秒表、天平; 重锤;
II.(1)如图所;
(2)A;    (3)E=5.0V,r=5.0Ω;   (4)约0.40W(0.39~0.41均可);
点评:本题考查了力学和电学两个实验,关于电学实验,难度较大,关键掌握实验的原理,通过作图分析求解.
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