内容正文:
39
姓名: 得分:
限时:35分钟 总分:42分
实验计算练习五
(3实验+3计算)
一、实验题
1.(6分)如图,小明同学在测量滑轮组机械效
率实验的过程中,发现所使用的刻度尺示数
模糊不清,但他仍然测出了该滑轮组匀速提
升重物时的机械效率。其实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物重G;②按图示组装好
滑轮组;③竖直向上匀速拉动弹簧测力计使物
体上升,读出此时弹簧测力计示数的大小F。
G
(1)该滑轮组的机械效率η= (用
题中已知物理量的字母表示,绳子的股数要
用具体的数字表示)。
(2)实验过程中,某同学为了实验操作方便,
在弹簧测力计静止时读数,则这种操作方法
测出的滑轮组机械效率比其真实值
(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为提高滑轮组的机械效率,可以减小轮
与轴间的摩擦。若忽略上述摩擦,也不考虑
绳重,下列方法中,还能提高滑轮组机械效
率的是 (填字母)。
A.增加滑轮的个数
B.减小动滑轮的重量
C.减小钩码升高的高度
D.增大提升钩码的速度
2.(8分)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相
同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和某
种液体,对浸在液体中的物体所受的浮力进
行了探究,其装置如图所示,并记录了圆柱
体在水中下降过程中弹簧测力计示数F 随
圆柱体下降高度h 变化 的 图 像。(已 知
ρ水=1.0×103
kg/m3,g 取10
N/kg)
A B C D E F
水 水 水 水
液
体
9
4
0 2 56h/cm
F/N
(1)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力
大小与 有关;分析实验步骤A、E、
F,可以说明浮力大小与 有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中
的深度有无关系,可选用 图的装置
来进行操作。
(3)若将该圆柱体浸没在某种液体中,弹簧
测力计的示数为3
N(如图F),通过题中相
关信 息 计 算 得 出,这 种 液 体 的 密 度 是
kg/m3。
3.(8分)物理实验小组连接了如图甲所示的
电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供
选择的器材有电源(可选电压为4.5
V、
6
V),规格为“20
Ω 2
A”的滑动变阻器一
个,小灯泡(额定电压为2.5
V,额定功率小
于0.75
W)一个,电压表、电流表各一个,开
关,导线若干。
甲 乙
P
A
0.6 3-
153
V
-
0
0
5 10
15
3
21
V
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(1)图甲连接的电路有一处错误,请把接错
的那根导线找出来打“×”,用笔画线代替导
线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(2)正确连接电路后,当滑动变阻器的滑片
P 在中点时小灯泡正常发光,该实验所用
的电压为 V,小灯泡的额定功率为
W。
(3)滑动变阻器的滑片P 移至某处时,电流
表示数为0.18
A,电压表示数如图乙所示,
此时小灯泡的电阻为 Ω。
二、计算题
4.(5分)如图甲是手端起托盘和茶杯的情境。
此时人体前臂骨骼相当于杠杆,其结构示意
图如图乙所示,其中肘关节相当于支点O,
肱二头肌收缩提供动力F1,茶杯(内盛一定
量的水)和托盘整体对手的压力相当于阻
力F2。
(1)如图甲所示,手端起托盘和茶杯并保持
水平静止状态,若此时茶杯对托盘的压强为
800
Pa,且茶杯底部与托盘的接触面积为
50
cm2,则茶杯及其内部所盛的水的总质量
为多少千克? (g 取10
N/kg)
(2)如图乙所示,若茶杯(内盛一定量的水)
和托盘整体对手的压力F2 为8
N,OA=
5
cm,OC=20
cm,则此时肱二头肌收缩产
生的动力F1 大小为多少牛顿?
肱二头肌
茶杯
托盘
前臂骨骼
肘关节
甲 乙
C
A
O
B
F1
F2
5.(7分)一台饮水机的铭牌上标着如下表所
示的数据:
饮水机容量 18.9
L 加热功率 500
W
热水箱容量 1
L 保温功率 40
W
额定电压 220
V 频率 50
Hz
(1)热水箱储满20
℃的水后,要加热至80
℃,
需要吸收多少热量? [ρ水=1.0×103
kg/m3,
c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
(2)如果饮水机每天累计2
h处于加热状
态,其余时间处于保温状态,每天按24
h计
算,则这台饮水机一天消耗的电能为多少千
瓦时?
6.(8分)如图甲中,电源电压和定值电阻R2
阻值保持不变,在滑动变阻器滑片从一端移
到另一端的过程中,记录了两个瞬间的电流
和电压值并描出图乙中的A、B 两点,其中
有一个瞬间滑片位于滑动变阻器的一端。
请计算:
R1 R2
V
A
S
U/V
I/A
B
A4
2
0 0.5 1
甲 乙
(1)滑动变阻器的最大阻值R1;
(2)电源电压U 和定值电阻R2 的阻值。
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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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