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1、實驗題專項訓練(一)
(時間:15分鐘 分值:20分)
1.(6分)質(zhì)量為0.45 kg的木塊靜止在光滑水平面上,一質(zhì)量為0.05 kg的子彈以200 m/s的水平速度擊中木塊,并留在其中,整個木塊沿子彈原方向運動,則木塊最終速度的大小是 m/s。若子彈在木塊中運動時受到的平均阻力為4.5×103 N,則子彈射入木塊的深度為 m。?
答案:20 0.2
解析:木塊的質(zhì)量m木=0.45kg,子彈的質(zhì)量為m=0.05kg,初速度為v0=200m/s,
二者組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,設(shè)子彈初速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律可得
mv0=(m+m木)v
解得木塊最終速
2、度的大小v=mv0m+m木=0.050.05+0.45×200m/s=20m/s;
設(shè)子彈射入木塊的深度為d,根據(jù)能量守恒定律可得
Ffd=12mv02-12(m+m木)v2,
解得d=0.2m。
2.(6分)在沒有天平的情況下,實驗小組利用以下方法對質(zhì)量進行間接測量,裝置如圖甲所示:一根輕繩跨過輕質(zhì)定滑輪與兩個相同的重物P、Q相連,重物P、Q的質(zhì)量均為m(已知),在重物Q的下面通過輕質(zhì)掛鉤懸掛待測物塊Z,重物P的下端與穿過打點計時器的紙帶相連,已知當?shù)刂亓铀俣葹間。
甲
(1)某次實驗中,先接通頻率為50 Hz的交變電源,再由靜止釋放系統(tǒng),得到如圖乙所示的紙帶,則系統(tǒng)運動的
3、加速度a= m/s2(保留三位有效數(shù)字);?
乙
(2)在忽略阻力的情況下,物塊Z質(zhì)量mZ的表達式為mZ= (用字母m、a、g表示);?
(3)由(2)中理論關(guān)系測得的質(zhì)量為mZ,而實際情況下,空氣阻力、紙帶與打點計時器間的摩擦、定滑輪中的滾動摩擦不可以忽略,使物塊Z的實際質(zhì)量與理論值mZ有一定差異,這是一種 (選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。?
答案:(1)8.00 (2)2mag-a (3)系統(tǒng)誤差
解析:(1)根據(jù)Δx=aT2,系統(tǒng)運動的加速度
a=0.0295+0.0329-0.0232-0.02644×0.022m/s2=8.00m/s
4、2;
(2)根據(jù)牛頓第二定律,對Q和Z有
(m+mZ)g-FT=(m+mZ)a,
對P有FT-mg=ma,
聯(lián)立解得mZ=2mag-a;
(3)由題意可知這是一種系統(tǒng)誤差。
3.(8分)實驗小組對一未知電源的電動勢E和內(nèi)阻r進行測量,實驗器材如下:
待測電源:電動勢小于2 V,內(nèi)阻小于1 Ω;
靈敏電流計G:滿偏電流Ig=150 mA,內(nèi)阻Rg=1 Ω
直流電壓傳感器(視為理想電壓表);
定值電阻R1=2 Ω;
定值電阻R2=5 Ω;
定值電阻R3=0.5 Ω;
滑動變阻器R4(0~5 Ω);
滑動變阻器R5(0~50 Ω);
開關(guān)和導線若干。
(1)實驗電路設(shè)
5、計如圖所示,實驗小組將靈敏電流計G與兩個定值電阻組裝,改裝成一量程為0.6 A的電流表,并將靈敏電流計的表盤刻度進行了合理的標注。請將該電流表的內(nèi)部電路圖補充在虛線框中,并將所用到的定值電阻的符號標注在圖中。
(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,得到一系列電流表與直流電壓傳感器的數(shù)據(jù)(見下表),則實驗中,滑動變阻器應(yīng)該選用 (填滑動變阻器的符號),該電源的電動勢E= V,電源內(nèi)阻r= Ω。(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)?
電流I/A
0.05
0.15
0.25
0.30
0.35
0.40
電壓U/V
1.70
1.50
1.30
1.20
1.10
6、
1.00
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值,當滑動變阻器在該電路中的功率最大時,直流電壓傳感器的示數(shù)為 V(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)。?
答案:(1)如圖所示
(2)R5 1.80 0.50 (3)0.90
解析:(1)實驗小組將靈敏電流計G與兩個定值電阻組裝,改裝成一量程為0.6A的電流表,所以先將靈敏電流計G與R2串聯(lián),滿偏電壓為Ug=Ig(R2+Rg)=0.9V,再與R1串聯(lián),電流表量程為I=Ig+UgR1=0.15A+0.45A=0.6A。
(2)根據(jù)歐姆定律R=UI可知,接在電路中滑動變阻器最大值為R=1.700.05Ω=34Ω,滑動變阻器應(yīng)該選用R5;根據(jù)U=E-I(r+RA),代入其中兩組數(shù)據(jù),
解得E=1.80V,r=0.50Ω。
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值,當滑動變阻器的阻值為R滑=RA+r=2Ω時,其在該電路中的功率最大,直流電壓傳感器的示數(shù)為U=ER滑r+RA+R滑=0.90V。
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