内容正文:
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姓名: 得分:
限时:35分钟 总分:42分
实验计算练习四
(3实验+3计算)
一、实验题
1.(6分)如图是探究滑动摩擦力大小与哪些
因素有关的实验装置。
(1)使木块沿水平长木板做匀速直线运动,
木块受到的滑动摩擦力f1 与弹簧测力计
示数相等的依据是 。
(2)在木块上加放砝码,改变木块对长木板
的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力f2,
发现f2>f1,这说明接触面受到的压力越
大,滑动摩擦力越 。换用材料相同
但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码
不变,测出此种情况下的滑动摩擦力f3,发
现f3>f2,这说明接触面越 ,滑动
摩擦力越大。
2.(8分)如图是“探究平面镜成像特点”的实
验装置。
A
B
前
后
(1)实验时采用透明玻璃板代替平面镜,虽
然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到蜡
烛A 的像的同时,也能观察到 (选
填“蜡烛A”或“蜡烛B”),巧妙地确定了像
的位置。
(2)移动蜡烛B 时,人眼一直在玻璃板的
(选填“前”或“后”)侧观察,但始终
无法使其与蜡烛A 的像完全重合,其原因
可能是 。
(3)改正错误操作后,移动蜡烛B,直至它与
蜡烛A 的像完全重合,移去蜡烛B,在原来
蜡烛B 的位置上放一光屏,在光屏上
(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛 A
的像。
3.(8分)如图所示,小成同学利用两块磁铁、
一个线圈等材料制作了一台小型发电机,并
用两个LED灯(发光二极管左边为正极,右
边为负极)进行实验探究。
B
A
C
N SD
(1)小成接好电路后,以一定的速度连续转
动线圈,当线圈转动到如图所示位置时,
(选填“AB”或“BC”)段在做切割
磁感线运动,在电路中产生了感应电流,这
一现象叫 现象。
(2)连续转动线圈,在实验中将会看到两
LED灯交替发光,说明线圈中产生的电流
方向 (选填“不变”或“周期性改
变”)。若将一直流电源代替两LED灯接入
电路,闭合开关,则线圈 (选填“能”
或“不能”)持续转动。
二、计算题
4.(5分)如图是一款擦窗机器人。已知擦窗机
器人和它装的水的总质量为4
kg,匀速向上
运动的速度为0.2
m/s。不考虑擦窗机器人
与窗户之间的摩擦阻力。(g取10
N/kg)
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(1)擦窗机器人匀速向上运动过程中的牵引
力是多少?
(2)擦窗机器人匀速向上运动10
s,其牵引
力所做的功和功率分别是多少?
5.(7分)水平地面上有一盛有水的底面积为
300
cm2、不计质量的薄壁柱形容器A,内有
质量为400
g、棱长为10
cm、质量分布均匀
的正方体物块B,物块B 通过一根细线与容
器底相连,如图所示,此时水面距容器底部
0.4
m,已知ρ水 =1.0×103
kg/m3,g 取
10
N/kg。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)物块B 受到的拉力;
(3)剪断绳子,物块静止后水对容器底部的
压强变化量。
A
B
水
0.4 m
6.(8分)如图甲所示,在3D打印笔中装入塑
料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出
热熔的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特
定的形态。打印笔工作时有快、慢两挡,其
内部电路 如 图 乙 所 示,R1、R2 是 相 同 的
PTC发热电阻,额定电压均为220
V。单个
PTC的电阻与温度的关系如图丙所示。
(1)若仅闭合开关S,温度为250
℃时,求通
过R1 的电流;(结果精确到0.01
A)
(2)打 印 笔 在 正 常 快 印 状 态 下,温 度 为
250
℃时,求正常工作1
min打印笔产生的
热量;
(3)请结合图丙信息解释打印笔正常工作时
的温度为什么能自动稳定在250
℃左右。
220 V
S1
R1 R2
S
0120250360
2 200
1 210
800
温度/℃
甲 乙 丙
塑料条
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物理答案 第31 页(共32页)
因物块处于水平地面上,故其对地面的压力
F压=G=20
N
当物块静止在水平地面上时,对地面的压强
p=
F
S=
20
N
10×10-4
m2
=2×104
Pa
(2)由题意可知,物块所受的滑动摩擦力f=
0.2G=4
N
将物块和小滑轮看作一个整体,其在水平方向
上做匀速直线运动,则有2F=f=4
N,F=2
N
物块的速度v物=
s
t=
1.0
m
5.0
s=0.2
m/s
根据动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的
速度
vF=2v物=2×0.2
m/s=0.4
m/s
则拉力F 做功的功率P=
W
t=
Fs'
t =FvF=2
N×
0.4
m/s=0.8
W
5.解:(1)1.6
kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=
mq汽油=1.6
kg×4.5×107
J/kg=7.2×107
J
(2)发动机所做的功W=Q放 η=7.2×107
J×
30%=2.16×107
J
由W =Fs 可得,发动 机 的 牵 引 力 F=
W
s =
2.16×107
J
15000
m =1440
N
因为汽车做匀速直线运动,所以阻力和牵引力是一
对平衡力,大小相等,则汽车受到的阻力f=F=
1440
N
(3)由P=Fv 可得,汽车的速度
v=
P
F =
43200
W
1440
N =30
m/s=108
km/h>
100
km/h
故汽车超速。
6.解:(1)S接1时,只有R1 接入电路,电路为高温
挡,P高=
U2
R1
=1
100
W
则R1=44
Ω
S接2时,R1 和R2 串联接入电路,电路为低温
挡,P低=
U2
R1+R2
=484
W
则R2=56
Ω
(2)R1 和R2 串联时同时工作,根据P=I2R 可
知,此时P1∶P2=R1∶R2=11∶14
(3)根据W=Pt可知,保温箱在高温挡正常工作
0.5
h消耗的电能W=P高t=1.1
kW×0.5
h=
0.55
kW·h
1
031.6
kW·h+0.55
kW·h=1
032.15
kW·h,
因此电能表的示数为1
032.1
kW·h
实验计算练习四(3实验+3计算)
1.(1)二力平衡 (2)大 粗糙
2.(1)蜡烛B (2)前 玻璃板没有竖直放置
(3)不能
3.(1)AB 电磁感应 (2)周期性改变 不能
4.解:(1)不考虑擦窗机器人与窗户之间的摩擦阻
力,擦窗机器人匀速向上运动时受到的竖直向
上的牵引力和竖直向下的重力是一对平衡力,
则擦窗机器人匀速向上运动过程中的牵引力
F=G=mg=4
kg×10
N/kg=40
N
(2)擦窗机器人匀速向上运动10
s移动的距离
s=vt=0.2
m/s×10
s=2
m
牵引力所做的功
W=Fs=40
N×2
m=80
J
牵引力所做功的功率
P=
W
t=
80
J
10
s=8
W
5.解:(1)水对容器底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.4
m=
4×103
Pa
(2)物块B 的质量mB=400
g=0.4
kg,则物块
B 的重力G=mBg=0.4
kg×10
N/kg=4
N
物块B 浸没在水中,则V排 =VB=(10
cm)3=
1000
cm3=1×10-3
m3
物块B 浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×
103
kg/m3×10
N/kg×1×10-3
m3=10
N
绳子的拉力F=F浮-G=10
N-4
N=6
N
(3)剪断绳子,物块静止后漂浮在水面上,则F'浮=
G=4
N
物块漂浮时排开水的体积
V'排=
F'浮
ρ水g
=
4
N
1.0×103
kg/m3×10
N/kg
=4×
10-4
m3
所以水面下降的高度
Δh =
ΔV排
S =
V排-V'排
S =
1×10-3
m3-4×10-4
m3
300×10-4
m2
=0.02
m
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物理答案 第32 页(共32页)
则水对容器底部的压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×
0.02
m=200
Pa
6.解:(1)由题图乙可知,当仅闭合开关S时,只有
R1 工作,由题图丙可知,当温度为250
℃时,单
个PTC的阻值为1
210
Ω,即R1=1
210
Ω,则
此时 通 过 R1 的 电 流 I1 =
U
R1
=
220
V
1
210
Ω
≈
0.18
A
(2)由题图乙可知,当开关S、S1 均闭合时,R1、
R2 并联,此时电路中的电阻最小,由P=
U2
R
可
知,此时电路中的总功率最大,打印笔处于快印
状态,由题图丙可知,当温度为250
℃时,R1=
R2=1
210
Ω,此时电路中的总电阻
R并=
R1R2
R1+R2
=
1
210
Ω×1
210
Ω
1
210
Ω+1
210
Ω=605
Ω
正常工作1
min打印笔产生的热量
Q=W =UIt=
U2
R并t=
(220
V)2
605
Ω ×1×60
s=
4
800
J
(3)由题图丙可知,当温度低于250
℃时,发热
电阻阻值减小,而电源电压不变,由P=
U2
R
可
知,发热功率增大,发热快,打印笔将升温;当温
度高于250
℃时,发热电阻阻值增大,而电源电
压不变,由P=
U2
R
可知,发热功率减小,发热慢,
打印笔将降温,所以打印笔正常工作时的温度
能自动稳定在250
℃左右。
实验计算练习五(3实验+3计算)
1.(1)
G
3F×100%
(2)偏大 (3)B
2.(1)物体排开液体的体积 液体的密度
(2)A、D、E
(3)1.2×103
3.(1)如图所示
P
A
0.6 3-
153
V
-
+-
(2)4.5 0.5
(3)10
4.解:(1)茶杯对托盘的压力F=pS=800
Pa×
50×10-4
m2=4
N
茶杯及其内部所盛的水的总重力等于茶杯对托
盘的压力大小,即G=F=4
N
由G=mg 可得,茶杯及其内部所盛的水的总质
量m=
G
g
=
4
N
10
N/kg
=0.4
kg
(2)由题图乙可知,O 为支点,F1 的力臂为OA,
F2 的力臂为OC,根据杠杆平衡条件可得,F1×
OA=F2×OC
即F1×5
cm=8
N×20
cm
解得F1=32
N
5.解:(1)m=ρ水V=1.0×103
kg/m3×1×10-3
m3=
1
kg
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103
J/(kg·℃)×
1
kg×(80
℃-20
℃)=2.52×105
J
(2)W=W 加热+W 保温=P加热t加热+P保温t保温=
0.5
kW×2
h+0.04
kW×22
h=1.88
kW·h
6.解:(1)由题图甲可知,两电阻串联,电压表测滑
动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路
中的电流最大,电压表的示数为0,当滑动变阻
器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最
小,题图乙中没有电压为0的记录,说明记录了
电阻最大端点的数据,即电压表示数为4
V,电
流表示数为0.5
A,则滑动变阻器的最大阻值
R1=
U1
I1
=
4
V
0.5
A=8
Ω
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所
以电源电压 U=I1R2+U1=0.5
A×R2+
4
V ①
因电源电压不变,在另一个瞬间时,电流为1
A,
电压表示数为2
V,所以电源电压U=I'1R2+
U'1=1
A×R2+2
V ②
联立①②,解得R2=4
Ω,U=6
V
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