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实验题标准练(二)
13.(4分)某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的具体装置如图甲所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz。长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。
(1)若已得到打点纸带如图乙,并测得各计数点间距标在图上。点O为运动起始的第一点。则应选________段来计算小车A的碰前速度。应选________段来计算小车A和B碰后的共同速度。(以上两格选填“OA”“AB”“BC”或“CD”)
(2)已测量出小车A的质量m1=0.40 kg,小车B的质量m2=0.20 kg。由以上测量结果可得:碰前总动量=________ kg·m/s;碰后总动量=________ kg·m/s。(保留三位有效数字)
[答案] (1)AB CD (2)0.420 0.417
[解析] (1)A与B碰后粘在一起,速度减小,相等时间内通过的间隔减小,可知通过AB段来计算A的碰前速度,通过CD段计算A和B碰后的共同速度。
(2)A碰前的速度:v1==1.05 m/s,碰后共同速度:v2==0.695 m/s。碰前总动量:p1=m1v1=0.420 kg·m/s,碰后的总动量:p2=(m1+m2)v2=0.417 kg·m/s。
14.(8分)如图所示为多量程多用电表的示意图。
(1)测量某电阻时,用欧姆挡“×100”挡时,发现指针偏转角度过小,他应该换用欧姆挡________挡(填“×10”或“×1 k”),换挡后在测量前要先进行________________,若接通3、4时分别对应“×10”、“×100”挡,则E′=________E。
(2)表头G的标记值为10 mA,10 Ω,据此改装的多用电表测电流时的读数总比标准电流表的读数偏大,则表头G内阻的真实值________________(填“大于”或“小于”)10 Ω。
(3)现提供以下实验器材:
A.表头G,标记值为10 mA,10 Ω
B.电阻箱R(0~999.9 Ω)
C.滑动变阻器R1(0~200 Ω,额定电流1 A)
D.滑动变阻器R2(0~2 kΩ,额定电流1 A)
E.直流电源E1(电动势为1.5 V,内阻很小);
F.直流电源E2(电动势为12 V,内阻很小);
G.开关S1、S2,导线若干
请在所给的方框中,用上述器材设计一个用半偏法较准确地测量表头G内阻的实验电路图,并在电路图中标明所选择器材的物理量符号。
[答案] (1)×1 k 欧姆调零 10 (2)小于
(3)如图所示
[解析] (1)用欧姆挡“×100”挡时,指针偏转角度过小,说明待测电阻较大,应换为倍率更大的“×1 k”挡位。欧姆表更换挡位后,需要重新欧姆调零。若接通3、4时分别对应“×10”、“×100”挡,则E′=10E。
(2)由I0R0=(I-I0)R,得I=I0。当I的读数比真实值偏大,说明R0的真实值比改装表计算时的代入值10 Ω偏小。
(3)根据半偏法的原理可知,应选用0~999.9 Ω的电阻箱,为了减小系统误差的影响,应选择阻值大的滑动变阻器R2,且应用限流式接法。同时为了满足电流的要求,应选择电动势大的电源E2。最终的电路设计如答案图所示。
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