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实验题——技能、高分练(2)
22.(2023·山东淄博高三一模)某研究性学习小组用如图甲所示的装置来测定当地的重力加速度,主要操作过程如下:
甲
①安装实验器材,调节试管夹使小铁球、光电门和纸杯在同一竖直线上;
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作。测出多组数据,计算出对应的平均速度v;
④画出vt图像。
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间的平均速度v的表达式为______________(用v0、g和t表示)。
(2)实验测得的数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
t/s
0.069
0.119
0.159
0.195
0.226
0.255
v/(m·s-1)
1.45
1.68
1.89
2.05
2.21
2.35
请在坐标纸(如图乙)上画出vt图像。
乙
(3)根据vt图像,可以求得当地的重力加速度g=________m/s2,试管夹到光电门1的距离约为________cm(结果均保留2位有效数字)。
答案:(1)v=v0+gt (2)见解析图 (3)9.6(9.4~9.8之间均可) 6.3(6.1~6.5之间均可)
解析:(1)因为h=v0t+gt2,所以v==v0+gt。
(2)在坐标纸上描点,用一条直线将这些点连接起来,使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点均匀分布于直线两侧,如图所示。
(3)从图中可求出斜率k=4.8 m/s2,v0=1.10 m/s,可得g=2k=9.6 m/s2,h0==0.063 m=6.3 cm。
23.(2023·福建宁德三模)某实验小组利用如图甲所示的电路来观察电容器充、放电现象。已知电流从电表的“+”接线柱流入时,指针向右偏转,反之向左偏转;电解电容器的长脚接电源正极,短脚接电源负极,实验室里部分器材如下:
A.电解电容器C(3 000 μF,25 V)
B.电阻箱R(0~999.9 Ω)
C.定值电阻(阻值约1.5 kΩ)
D.直流电压表V(3 V,内阻约3 kΩ)
E.灵敏电流计G(±300 μA,100 Ω)
F.学生电源
G.单刀双掷开关
H.导线若干
(1)为了使电流计的量程扩大到±3 mA,则应将电阻箱阻值调为________Ω后与电流计并联(结果保留3位有效数字)。
(2)按电路图连接好电路,如图乙所示,导线1的另一端应与电容器的________(填“a”或“b”)连接。
(3)接好电路,为观察电容器C放电时的现象,将电源电动势调至4 V后,应将单刀双掷开关S接________(填“A”或“B”)给电容器充电。一段时间后将单刀双掷开关接另一接线柱,让电容器放电,由计算机得到电容器放电时流过改装后的电流表的电流I随时间t的变化曲线如图丙所示,且由计算机识别知It图像面积为9 300 μA·s,则充电结束后电容器两端的电压约为________ V(保留2位有效数字)。
答案:(1)11.1 (2)a (3)A 3.1
解析:(1)将量程为0.3 mA的电流计改装成3 mA的电流表,则并联的电阻R=≈11.1 Ω。
(2)电解电容器中长脚接电源正极,导线1是从正极接过来的,所以导线1的另一端应该接a脚。
(3)单刀双掷开关接A时,电容器与电源相连,此时电容器充电。根据C=可得,充电结束后电容器两端的电压为U==3.1 V。
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