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实验题定时训练四
(限时:15分钟)
1.(2023·山东泰安市二轮检测)用如图所示的装置探究加速度、力和质量的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上.小车上固定一定滑轮,细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶.
(1)实验时,一定要满足的条件或必要的操作是 ________ .
A.平衡摩擦力
B.小车的质量远大于沙桶和沙的质量
(2)在实验中,有同学得到一条打点的纸带,取打点清晰部分做如下标记,如图甲所示,已知相邻计数点间还有4个点未画出,打点计时器的电源频率为50 Hz,则小车加速度的大小为a= ________ m/s2.(结果保留3位有效数字)
(3)在验证加速度与质量的关系时,在满足实验要求的情况下,改变小车上砝码质量m,测出对应的加速度a,以m为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上作出如图乙所示的图像.已知弹簧测力计的读数为F,图中纵轴的截距为b,则小车的质量为 ________ .
解析:(1)用如题中图所示的装置探究加速度、力和质量的关系实验时,必要的操作是要平衡摩擦力,由于绳子的拉力可以通过弹簧测力计读出,故不需要一定要满足小车的质量远大于沙桶和沙的质量,A正确,B错误.
(2)小车加速度的大小a==×10-2 m/s2=1.86 m/s2.
(3)根据牛顿第二定律有2F=(m+M)a,整理得=m+.则-m图线的截距b=,所以小车的质量M=2Fb.
答案:(1)A (2)1.86 (3)2Fb
2.(2023·河北唐山市二模)
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一金属线材电阻未知且电阻分布不均匀,为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段,实验研究小组设计了如图所示电路,实验器材如下:
未知电阻,阻值约为4.8 Ω;
微安表(零刻度在表盘中间),一端接导线,另一端接表笔;
定值电阻R1,阻值为10 Ω;
电阻箱R2,阻值0~99.9 Ω;
电流表,量程0~0.6 A,内阻RA=1 Ω;
电压表,量程0~3.0 V,内阻约为3 000 Ω;
滑动变阻器,0~10 Ω;
电源,电动势为3 V;
开关,导线若干.
实验过程如下:
(1)按图连接电路,闭合开关之前,将滑动变阻器的滑片滑到最 ________ 端(填“左”或“右”);
(2)将电阻箱R2的阻值调整到 ________ Ω,闭合开关;
(3)将滑动变阻器R3的滑片调节到合适位置,连接微安表的表笔与未知电阻试触,防止微安表电流过大,不断改变表笔在未知电阻上的接触位置,直到 ________________ 时,记录此次接触点的位置,即为等分电阻的位置;
(4)保持表笔与记录的接触位置的接触,读出此时电流表和电压表的读数分别为 ________ A和 ________ V;
(5)通过两表读数可以得到未知电阻的阻值为 ________ Ω.
解析:(1)按图连接电路,闭合开关之前,要保护电路,让电流最小,则应将滑动变阻器的滑片滑到最右端,让阻值最大.
(2)由于为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段,则将电阻箱R2的阻值调整为与定值电阻R1相等,调为10 Ω.
(3)利用了串联电阻的分压作用,当两电阻阻值相等时,电势降低一样,则两触点的电势相等,流过微安表的电流为零,所以为了等分电阻,只需要调节表笔在未知电阻上的接触位置,直到流过微安表的电流为零时,记录此次接触点的位置,即为等分电阻的位置.
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(4)电流表的最小刻度为0.02 A,读数时,只需要同位估读,所以电流表的读数为0.50 A.电压表的最小刻度为0.1 V,读数时,需要估读到下一位,所以电压表的读数为2.50 V.
(5)并联电阻的阻值为R并== Ω=5 Ω,
根据并联电路电阻关系有=+,
代入数据解得Rx=6.7 Ω.
答案:(1)右 (2)10 (3)流过微安表的电流为零
(4)0.50 2.50 (5)6.7
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