题目内容

(Ⅰ)为研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图1所示的装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图2所示
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①漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同?
 
(填写仪器序号)
A、打点计时器      B、秒表      C、毫米刻度尺       D、电流表
②如果用该实验装置测量滑块加速度,对实验结果影响最大的原因是:
 

(Ⅱ)现提供如下器材,测定定值电阻Rx(约为5KΩ)的阻值
a.两相同电流计G1、G2(50μA,内阻约4KΩ)
b.电阻箱R1(0~9999.9Ω)
c.电阻箱R2(0~99999.9Ω)
d.电源E(电动势约3V,内阻不计)
e.滑动变阻器R(最大阻值20Ω)
f.开关两个,导线若干
①由于电流计量程很小,需要先将它们进行改装,某同学设计了用半偏法测电流计内阻的电路,如图甲,实验过程如下:先将R2调为最大,然后闭合K1、K2,调节R1、R2,保证
 
满偏,使
 
半偏(填写元件符号)由此测得电流计G2的阻值
②若测得电流计内阻为4.2KΩ,要将G2改装成量程为3V的电压表,需串联的电阻值为
 

③采用改装后的电压表并伏安法测量待测电阻阻值,请在虚线框内画出实验电路图乙
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分析:(Ⅰ)①单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,单摆在该实验中所起的作用与打点计时器相同.
  ②根据测量加速度的原理△x=aT2,T为单摆周期的一半.单摆周期对实验结果影响最大.
(Ⅱ)①并联电路电流表与电阻比成反比;
②改装电压表需要串联分压电阻,根据欧姆定律列式求解即可;
③采用伏安法测电阻,要测量多组数据,滑动变阻器采用分压式接法.
解答:解:(Ⅰ)①单摆振动具有周期性,摆球每隔半个周期经过纸带中线一次,打点计时器打点也具有周期性,故单摆的作用与打点计时器相同.
②设单摆周期为T,则测量加速度的原理是△x=a(
1
2
T
)2,a=
4△x
T2
,单摆周期对实验结果影响最大,而单摆周期与摆长即摆球重心与悬点的距离有关,随着细沙流出,摆球重心位置发生改变,单摆周期发生改变,对加速度的测量产生误差,故对实验结果影响最大的原因是漏斗重心的变化导致摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值.
(Ⅱ)①若并联的两个支路电流相等,则电流表内阻与电阻箱内阻相等;故保证G1满偏,使G2半偏;
②电流计内阻为4.2KΩ,满偏电流为50μA,要将G2改装成量程为3V的电压表,需串联的电阻值为:
R=
U
Ig
-Rg=
3
50×10-6
-4.2×103=5.58×104Ω=55.8KΩ

③采用伏安法测电阻,要测量多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,电路原理图如图所示:
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故答案为:
(Ⅰ)①A;②漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值.
(Ⅱ)①G1,G2;②55.8 KΩ;③如图所示(安培表外接也可以).
点评:本题第一小题关键明确单摆代替滑动变阻器;第二问关键明确半偏法测电阻和伏安法测电阻的原理,会改装电表.
练习册系列答案
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(17分)

(1)(8分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

①由图丙读出滑块的宽度d=           mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为        ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为        (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                         (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                  (用字母表示)。

(2)(9分)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为15,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材:

A.毫米刻度尺;

B.螺旋测微器;

C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

E.电压表(量程3V,内阻约6k):

F.滑动变阻器(最大阻值lk,额定电流0.5A);

G.滑动变阻器(最大阻值5,额定电流2A);

H.蓄电池(电动势6V,内阻0.05);

J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                          ;

②电流表应选择        ,滑动变阻器应选择        ;(填字母代号)

③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中;

④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=           。

 

(17分)

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①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(2)(9分)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为15,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材:

A.毫米刻度尺;

B.螺旋测微器;

C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

E.电压表(量程3V,内阻约6k):

F.滑动变阻器(最大阻值lk,额定电流0.5A);

G.滑动变阻器(最大阻值5,额定电流2A);

H.蓄电池(电动势6V,内阻0.05);

J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                           ;

②电流表应选择         ,滑动变阻器应选择         ;(填字母代号)

③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中;

④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=            。

 

(8分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

 


   

①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(8分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

 


   

①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(1)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间(从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间).现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10-2s和t2=2.0×10-2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d,如图丙所示.

①由图丙读出滑块的宽度d=            mm;

②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为         ,滑动通过光电门2的速度v2的表达式为         (用字母d、t1、t2表示);

③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是                                           

                                          (说明各物理量的意义及字母);

④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                   (用字母表示)。

(2)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为15,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材:

A.毫米刻度尺;

B.螺旋测微器;

C.电流表(量程300mA,内阻约1);

D.电流表(量程3A,内阻约0.1);

E.电压表(量程3V,内阻约6k):

F.滑动变阻器(最大阻值lk,额定电流0.5A);

G.滑动变阻器(最大阻值5,额定电流2A);

H.蓄电池(电动势6V,内阻0.05);

J.开关一个及带夹子的导线若干。

请设计一个实验方案,要求实验误差尽可能小,并能测出多组数据,便于调节。回答下列问题:

①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                           ;

②电流表应选择         ,滑动变阻器应选择         ;(填字母代号)

③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中;

④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=            。

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