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实验题抢分测
实验题抢分测(1)
1.图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。某同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板、滑块间的动摩擦因数的关系,在其他条件不变的情况下,通过多次改变动摩擦因数μ的值,利用纸带测量对应的多个加速度a的值,画出了a-μ图像如图乙所示。取g=10 m/s2。
甲 乙
(1)本实验中, (填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)(多选)为尽可能准确地完成实验,下列做法正确的是 (填选项字母)。
A.实验中必须保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M
B.实验中需要保证滑块的质量M不变
C.实验中不需要保证桶和砂子的总质量m不变
D.连接滑块的细线要与长木板平行
(3)由图乙可知,若滑块的质量M=1 kg,则小桶和砂子的总质量m= kg。理论上,图乙中b= m/s2。
解析 (1)根据题意可知,本实验需要研究摩擦力,则不需要平衡摩擦力。
(2)如果实验中保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M,会出现μ很小时,滑块也不会运动,则不需要保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M,A项错误;实验中多次改变μ的值,需要其他条件不变,则需要保证滑块的质量M不变,需要保证桶和砂子的总质量m不变,C项错误,B项正确;连接滑块的细线要与长木板平行,避免拉力产生垂直于木板方向的分力,D项正确。
(3)由题图乙可知,当μ=0.6时,加速度为零,由平衡条件有μMg=mg,解得m=0.6 kg。根据题意,由牛顿第二定律有mg-μMg=(m+M)a,整理得a=-μ+,结合题图乙可得b==3.75 m/s2。
答案 (1)不需要 (2)BD (3)0.6 3.75
2.某同学想把量程为500 μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2 V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材有:
A.滑动变阻器R1(0~5 kΩ)
B.滑动变阻器R2(0~20 kΩ)
C.电阻箱R'(0~9 999.9 Ω)
D.电源E1(电动势为1.5 V)
E.电源E2(电动势为9 V)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按图甲所示的电路图连接好线路;
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合开关S2,保持R不变,调节R'的阻值,使微安表G的示数为250 μA,此时R'的示数为1 900.0 Ω。
甲 乙
回答下列问题:
(1)①为减小实验误差,实验中电源应选 (填“E1”或“E2”),滑动变阻器应选 (填“R1”或“R2”)。
②由实验操作步骤可知,微安表G内阻的测量值Rg= Ω,与微安表内阻的真实值相比 (填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(2)若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2 V的电压表,需要 (填“串联”或“并联”)一个阻值为R0= Ω的电阻。
(3)用如图乙所示电路对改装电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2 V时,改装电压表中微安表G的示数为495 μA。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,R0的阻值应调至 Ω(保留1位小数)。
解析 (1)①本实验误差来自于闭合开关S2,电阻箱R'并入电路后,干路电流会发生变化,为使干路电流变化较小,应使干路中滑动变阻器接入电路的阻值尽量大,为使电流表能够满偏,相应的电源电动势应较大,故电源选择电动势约为9 V的电源E2;毫安表G的满偏电流为500 μA,则干路中滑动变阻器接入电路的最小阻值约为=18 kΩ,故滑动变阻器应选用R2。
②由实验操作步骤可知,通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值Rg=1 900.0 Ω;因闭合开关S2,电阻箱R'并入电路后,电路的总电阻变小,干路电流会变大,即干路电流大于Ig,而流过微安表G的电流为Ig,则流过电阻箱R'的电流大于Ig,即流过电阻箱R'的电流大于流过微安表G的电流,根据并联电路的特点,可知微安表G内阻真实值大于电阻箱R'的阻值,可知测量值偏小。
(2)若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2 V的电压表需要串联一个电阻,阻值为R0=-Rg= Ω-1 900.0 Ω=2 100.0 Ω。
(3)当微