题目内容

I．某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t．
（1）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（用文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较
 
和
 
在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
II．某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小）、电压表、特测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．
（1）若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在答题纸对应图2中用笔连线画出实物连接图．
（2）实验的主要步骤：
a正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
b在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录
 
和
 
，断开开关；
c重复第b步操作若干次，测得多组数据．
（3）实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图3的R-t关系图线，请根据图线写出该元件的R-t关系式：R=
 
．
（4）由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏
 
．
（5）如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65mA，但没有合适的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压？
 
．（填序号）
A．电压表V1：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R1=6kΩ
B．电压表V2：量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R2=10kΩ
C．电压表V3：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R3=1kΩ精英家教网
分析：I、验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒，看钩码重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等．根据该关系，确定还需测量的物理量．
II．该实验需测出不同温度下热敏元件的电阻，电流已知，用电压表测量热敏元件两侧的电压，从而得出电阻．根据R-t的关系图线得出R与t的关系式．考虑到电压表的内阻，实际测量的是电压表内阻和热敏元件的并联电阻．根据恒定电流源的输出电流得出热敏元件在温度较高时两端的电压，以及从减小误差的角度分析，确定合适的器材．
解答：解：I、（1）需要测钩码重力势能的减小量，所以需要测量滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，因为该距离即为钩码下降的距离．因为要测量系统动能的增加量，所以还需测量滑块的质量M．
（2）因为验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒，所以看钩码重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等，即看重力势能的减小量mgs与系统动能的增加量
1
2
(M+m)(
d
△t
)2是否相等．
II．（1）直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小，电压表并联在热敏元件两侧，实物图连接如下图．
（2）该实验需测出不同温度下热敏元件的电阻，所以需记录电压表的示数和温度计的示数．
（3）根据R-t关系图线，知R与t成线性关系，为R=100+1.6t．
（4）测量时认为电压表的示数与输出电流的比值等于电阻的测量值，该值等于电压表与热敏元件的并联电阻，小于真实值．
（5）根据欧姆定律，热敏元件在温度较高时两端电压大约为15V，三个电压表量程都不够，从电表改装考虑，电压表V2和定值电阻R2共同分担的电压可达到15V左右．故B正确．
故答案为：精英家教网I．（1）滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M．
（2）
1
2
(M+m)(
d
△t
)2、mgs           
II．（1）如图
（2）电压表示数，温度计示数（3）100+1.6t（其中100±1，1.6±0.1均可）
（4）小  （5）B
点评：解决本题的关键搞清实验的原理，通过原理确定测量的物理量．以及会分析实验误差，知道误差的来源．
练习册系列答案
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（2011?河东区一模）（1）一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量为m=1.5×103kg，则汽车运行时的功率为
60
60
kW，所受到的阻力为
3.0
×10
3
 
3.0
×10
3
 
N．
（2）某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．
①做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块加速度的表达式a=
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
．（以上表达式均用已知字母表示）．
如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为
8.15
8.15
mm．

②为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
BC
BC

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
（3）（8分）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究．他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的．我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电．某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：
U/V 0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00
I/A 0.00 0.10 0.18 0.28 0.38 0.48
实验室提供如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）
B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）
D．电压表V2（量程15V，内阻15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
①除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E（6V）、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有
ACE
ACE
（填选项前字母）；
②在虚线方框中画出实验电路图；
③根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线．
I．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒，实验前已经调整气垫导轨底座使之水平．
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（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
 
cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为
 
m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较
 
和
1
2
(m+M)(
d
△t
)2在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
Ⅱ．有一个额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的热电阻RL，为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
电源E：电动势为15V，内阻不计
电流表A：量程为0～3A，内阻约0.2Ω
电压表V：量程为0～3V、内阻为2kΩ
滑动变阻器R1：最大阻值约15Ω，允许最大电流2A
滑动变阻器R2：最大阻值约50Ω．允许最大电流1A
定值电阻R0：阻值为6kΩ
另有开关S，导线若干
（1）在虚线框内画出测量电路图，使测量尽可能准确、方便，并使通过滑动变阻器的电流不超过允许最大电流 （原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）．
（2）测定该用电器额定功率时，应使电压表指针指在什么位置？在图甲上标出．
（3）若电流表的指针如图乙所示，则这时电流I=
 
A，由此可求得该用电器额定功率P=
 
W．
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（2011?翠屏区模拟）（I）某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”．
（1）在小车沿木板滑行的过程中，除细绳的拉力对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差．你的解决的办法是：
使木板适当倾斜，让小车在木板上能自由匀速下滑．
使木板适当倾斜，让小车在木板上能自由匀速下滑．

（2）实验的部分步骤如下，但有的不完善，请在空格处补充完善其步骤．
①在小车中放人砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，接通打点计时器电源，
释放小车
释放小车
，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，
关闭打点计时器电源
关闭打点计时器电源
，取下纸带；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．
（3）在探究动能定理的实验中，某次实验得到的一条纸带，从开始运动记录数据，作出的W-v曲线如图所示，应为
B
B
．

（Ⅱ）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表A1（量程0-3mA，内阻Rg1=10Ω）
C．电流表A2（量程0-0.6A，内阻Rg2=0．lΩ）
D．滑动变阻器R（0-20Ω，10A）
E．定值电阻R0（990Ω）
F．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、
（b）两个参考实验电路，其中合理的是
b
b
图所示的电路．
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1一I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E=
1.48±0.02
1.48±0.02
V，内阻r=
0.75～0.84
0.75～0.84
Ω．
（3）若将图线的纵坐标改为
I1（R0+Rg1）
I1（R0+Rg1）
，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小．
I．某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t．
（1）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、______和______（用文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较______和______在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
II．某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小）、电压表、特测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．
（1）若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在答题纸对应图2中用笔连线画出实物连接图．
（2）实验的主要步骤：
a正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
b在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录______和______，断开开关；
c重复第b步操作若干次，测得多组数据．
（3）实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图3的R-t关系图线，请根据图线写出该元件的R-t关系式：R=______．
（4）由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏______．
（5）如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65mA，但没有合适的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压？______．（填序号）
A．电压表V1：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R1=6kΩ
B．电压表V2：量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R2=10kΩ
C．电压表V3：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R3=1kΩ

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