1、1 实验题15分限时训练（1） 22.(6分)某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某种小灯泡L 1 (6 V 2.5 W)的伏安特性曲线，设计了如图1所示的电路，要求多次测量，尽可能减小实验误差， 备有下列器材： 图1 A.直流电源； B.电压表V； C.电流表A； D.滑动变阻器R 1 (020 ，5 A)； E.滑动变阻器R 2 (0200 ，1 A)； F.开关与导线若干。 请回答以下问题： (1)滑动变阻器应选择_(填选项前的字母)。 (2)根据实验原理图，用笔画线代替导线，将图2中的实物图连接完整。 图2 (3)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_。(选填“
2、A端” “B端”或 “A、B中间”) (4)如图3所示为该种小灯泡的UI图象，现将两个这种小灯泡L 1 、L 2 与一个阻值为5 的定值电阻R 0 连成如图4所示的电路，电源的内阻为r2.5 ，开关S闭合后，小灯2 泡L 1 与定值电阻R 0 的电功率恰好均为P，则P_W，电源的电动势 E_V。 图3 图4 解析 (1)绘制伏安特性曲线，要求小灯泡两端电压由零开始连续调节，故滑动变阻器采 用分压式接法，因此选择阻值较小的滑动变阻器，选D。(2)小灯泡电阻较小，电流表采用 外接法。(3)为确保闭合开关时，小灯泡两端电压最小，滑动变阻器滑片应置于A端。(4) L 1 与电阻R 0 并联，电压相等、
3、功率相等，故此时小灯泡L 1 的电阻为5 ，由伏安特性曲 线可知，此时小灯泡L 1 两端电压为1 V，通过的电流为 0.2 A，所以功率PUI0.2 W； 由并联电路知识可知，通过L 2 的电流为0.4 A，由伏安特性曲线可知，L 2 两端电压为4 V，故电源的路端电压为5 V；由闭合电路欧姆定律可知，EUIr5 V0.42.5 V6 V。 答案 (1)D (2)如解析图所示 (3)A端 (4)0.2 6 23.(9分)某同学利用图5所示的实验装置探究小车在均匀长木板上的运动规律。 (1)如图6所示是在小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带，已知打点计时器所用电源的 频率为50 Hz，每5个点取
4、一个计数点，x 1 3.62 cm，x 4 5.12 cm，由图中数据可求得小 车的加速度为_m/s 2 ，第3个计数点与第2个计数点的距离(即x 2 )约为 _cm。3 图5 图6 (2)若用该实验装置“探究a与F、M之间的关系” ，要用钩码(质量用m表示)的重力表示小 车所受的细线拉力，需满足_，满足此条件做实验时，得到一系列加速度a与合外 力F的对应数据，画出aF关系图象，如图7所示，若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响， 由图象可知，实验操作中不当之处为_；小车的质量M_kg；如 果实验时，在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图8所 示，从理论上分析，该实验图线的斜
5、率将_(填“变大” “变小”或“不变”)。 图7 图8 (3)为了验证动能定理，在用钩码的重力表示小车所受合外力的条件下，在如图5所示的装 置中，用图6中1、3两点间对应的运动过程验证动能定理的表达式为_。(用 x 1 、x 2 、x 3 、x 4 、m、M、g、t表示，其中m为钩码的质量，M为小车的质量，t为两个计数 点间的时间间隔) 解析 (1)因为打点周期为T0.02 s，且每5个点取一个计数点，所以每两个计数点间的 时间间隔t0.1 s；由匀变速直线运动的推论x m x n (mn)at 2 得x 4 x 1 3at 2 ，代入 数据解得a0.50 m/s 2 ；由匀变速直线运动的推论
6、x 2 x 1 at 2 得x 2 x 1 at 2 ，代入数据 得x 2 0.041 2 m，即4.12 cm。 (2)要使细线的拉力等于钩码的重力，应该满足的条件是Mm。由aF关系图象可知实验 操作不当之处为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车的质量M 1 kg。实验中把 F a 钩码的重力作为拉力F，实际上，由于钩码向下加速运动，拉力小于钩码重力。若在小车 和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，则小车加速度a和拉力F的 关系图线的斜率将变大。 (3)在钩码的重力等于小车所受的合外力的条件下，从计数点1到计数点3，合外力对小车4 做的功为mg(x 2 x 3 )。计数点1对应的速度v 1 ，计数点3对应的速度 x1x2 2t v 3 ，用1、3两计数点间对应的小车的运动过程验证动能定理的表达式为 x3x4 2t mg(x 2 x 3 ) (x 3 x 4 ) 2 (x 1 x 2 ) 2 。 M 8t2 答案 (1)0.50 4.12 (2)Mm 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 1 变大 (3) mg(x 2 x 3 ) (x 3 x 4 ) 2 (x 1 x 2 ) 2 M 8t2
