实验题15分满分练（三）-【创新设计】2019年高考冲刺考前增分精炼物理（全国版）

实验题15分满分练(三) 22.(5分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某学习小组所使用的装置如图1所示。设沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用沙和沙桶所受总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。 图1 (1)实验时，先接通打点计时器的电源，让小车在沙和沙桶的牵引下带着已经穿过打点计时器的纸带在木板上由静止开始运动，图2甲是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝2.25 cm、xBC＝3.86 cm、xCD＝5.45 cm、xDE＝7.05 cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝________ m/s2。(结果保留3位有效数字) 图2 (2)若某同学利用图1所示的装置，研究加速度a与拉力F的关系时，得到图2乙所示图线。已知图线与横轴的交点为F0，与纵轴的交点为－a0，重力加速度为g，在运动过程中小车及车上砝码受到的阻力与重力之比为________。 解析　(1)打点计时器的周期T＝0.02 s，相邻计数点的时间间隔t＝5T＝0.1 s，由Δx＝at2得， a＝＝1.60 m/s2。 (2)由牛顿第二定律得F－Ff＝Ma，解得a＝。＝＝a0，则，由图知，F－ 答案　(1)1.60　(2) 23.(10分)某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验后，又对一个标有“6 V，3.5 W”小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，同研究小灯泡一样，要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6 V，实验室备有下列器材： A.电流表(量程Ⅰ：0～0.6 A，内阻约为1 Ω；量程Ⅱ：0～3 A，内阻约为0.1 Ω)[来源:Zxxk.Com][来源:学_科_网] B.电压表(量程为0～6 V，内阻几千欧) C.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A) D.滑动变阻器R2(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A) E.电池组(电动势为9 V，内阻小于1 Ω)[来源:学.科.网][来源:Z,xx,k.Com] F.开关和导线若干 图3 (1)实验中所用的滑动变阻器应选________(填“C”或“D”)，电流表的量程应选________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。[来源:学.科.网] (3)闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到________(填“M”或“N”)端。 (4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为________ Ω，电动机正常工作时的机械功率为________ W。(保留2位有效数字) 解析　(1)实验要求电压从0开始逐渐增加到6 V，滑动变阻器采用分压式，为了调节方便，滑动变阻器应选用C；小电风扇电动机的额定电流I＝＝0.58 A，故电流表应选Ⅰ。 (2)假设小电风扇电动机为纯电阻用电器，则小电风扇电动机的电阻R＝＝10.3 Ω，与电流表内阻相差较小，故电流表采用外接法，电路图如答案图所示。 (3)为防止电动机输入电压过高而损坏，闭合开关前小电风扇电动机两端的电压应为零，故滑片应滑到M端。 (4)电动机不转动时为纯电阻电路，由欧姆定律得r＝＝2.5 Ω，电动机正常工作时的机械功率P出＝P－I2r＝3.5 W－(0.58 A)2×2.5 Ω＝2.7 W。 答案　(1)C　Ⅰ　(2)如图所示 (3)M　(4)2.5　2.7 $$