4. [2014·陕西西安五校联考]一小球在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置,并将小球的位置编号,得到的照片如图所示.由于底片保管不当,其中位置4处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s,则利用该照片可求出:小球运动的加速度约为________m/s2.位置4对应的速度为________m/s,能求出4的具体位置吗?________(填“能”或“不能”).求解方法是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(不要求计算,但要说明过程).
解析:从题图中读出5、6之间的距离为37.5 cm-24.0 cm=13.5 cm,2、3之间的距离为6.0 cm-1.5 cm=4.5 cm,利用逐差法有x56-x23=3aT2,求出a=3.0×10-2m/s2;位置4对应的速度为v4==×10-2 m/s=9×10-2 m/s;欲求4的具体位置,可以采用逐差法利用(x6-x4)-(x4-x2)=4aT2求解.
答案:3.0×10-2(2.8×10-2~3.1×10-2均可) 9×10-2 能 利用(x6-x4)-(x4-x2)=4aT2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)
3. [2014·崇明模拟]如图甲所示,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.图乙中a、b、c是纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示.
(1)根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)打a段纸带时,小车的加速度是2.5 m/s2.请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的________段内.
解析:a= m/s2=5.0 m/s2,由小车拖着纸带先加速后减速,知速度最大的一段时间内平均速度也大,相同时间内位移最大,故是在2.98 cm段内.
答案:(1)5.0 (2)2.98 cm
2. [2013·宁夏银川一中一模]实验室利用打点计时器研究小滑块做减速运动时的运动情况,打出如下图所示的纸带,打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上,请回答下列问题:
(1)纸带的________(填“A”或“B”)端与小滑块相连,纸带上AB段运动的时间为________.
(2)根据纸带请判断该滑块的运动属于________(填“匀速”或“匀减速”)直线运动.
(3)从纸带可以测出A、B两点间的距离为________,滑块的加速度大小为_______.(计算结果保留三位有效数字)
解析:(1)小滑块做减速运动,从纸带上计时点的分布看出,从左向右,相邻计时点之间的距离越来越大,因此纸带的B端与小滑块相连,纸带上AB段运动的时间为4×T=4×0.02 s=0.08 s.
(2)从左向右纸带上相邻两计时点的距离之差分别为Δx1=(5.20-3.00) cm-(3.00-1.00) cm=0.20 cm,Δx2=(7.60-5.20) cm-(5.20-3.00) cm=0.20 cm,Δx3=(10.20-7.60) cm-(7.60-5.20) cm=0.20 cm,显然Δx1=Δx2=Δx3,因此该滑块做匀减速直线运动.
(3)纸带上A、B两点之间的距离为xAB=(10.20-1.00) cm=9.20 cm.由公式Δx=aT2得滑块运动的加速度大小a== m/s2=5.00 m/s2.
答案:(1)B 0.08 s (2)匀减速 (3)9.20 cm 5.00 m/s2
1. [2013·石家庄质检](多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中,下列方法有助于减小实验误差的是( )
A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数
解析:选取计数点能使间隔变大,在用刻度尺测量这些计数点间的间隔时,在测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A项正确;在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确性降低,因此小车的加速度应适当大些,而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数,以增大拉力,故B错,D对;为了减小长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集、甚至分辨不清的点,因此C项正确.
答案:ACD
5. [2014·河南洛阳统考]某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势3 V,内阻1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.(电压表和电流表均视为理想电表)
(1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而________.(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)根据图甲,在图乙中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压).
(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是________W.
解析: (1)U-I图象的斜率表示小灯泡的电阻,根据图甲可知斜率变大,小灯泡电阻变大.(2)根据图乙的现有连接方式和图甲,可以推知这个实验的供电电路应采用分压式电路,测量电路应是电流表外接法. (3)小灯泡获得最小功率时,电路的总电阻最大,此时滑动变阻器的两段电阻丝并联的总电阻为5 Ω.把5 Ω的电阻当成电源的内阻,短路电流为I= A=0.5 A,在U-I图象中作出路端电压与电路中电流的图象,如图所示,两图象交点为:U=0.94 V,I=0.34 A,所以小灯泡获得最小功率为P=UI≈0.32 W.
答案:(1)增大'(2)如图' (3)0.32(0.30~0.34都对)
4. [2013·衡水模拟]在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A. 待测小灯泡“3.0 V' 1.5 W”
B. 电流表(量程3 A,内阻约为1 Ω)
C. 电流表(量程0.6 A,内阻约为5 Ω)
D. 电压表(量程3.0 V,内阻约为10 kΩ)
E. 电压表(量程15.0 V,内阻约为50 kΩ)
F. 滑动变阻器(最大阻值为100 Ω,额定电流50 mA)
G. 滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,额定电流1.0 A)
H. 电源(电动势为4.0 V,内阻不计)
I. 开关及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.则电压值为________V,电流值为________A,小灯泡的实际功率为________W.
解析: (1)小灯泡“3.0 V' 1.5 W”,额定电压为3 V,额定电流为0.5 A,因此电流表选C,电压表选D,滑动变阻器采用分压式接法较准确,滑动变阻器选G.
(2)小灯泡电阻很小,电流表外接,如图所示.
(3)电压表量程为3.0 V,示数为1.80 V;电流表量程为0.6 A,示数为0.33 A;小灯泡的实际功率为P=UI=0.59 W.
答案:(1)C 'D' G (2)见解析' (3)1.80' 0.33' 0.59
3. [2013·厦门模拟]在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中,可以同时测定小电珠的功率和电阻.
(1)测得的小电珠的功率与实际的功率相比较,测量功率 ( )
A. 总偏大 B. 总偏小
C. 无误差 D. 都有可能
(2)小电珠的电阻的测量值与实际值相比较( )
A. 偏大 B. 偏小
C. 有时偏大,有时偏小 D. 都有可能
解析:(1)此实验电路为电流表外接,根据P=UI,电流I测>I真,所以P测>P真.
(2)电流表外接时,U测=U真,I测>I真,故R测<R真.
答案:(1)A (2)B
2. [2009·福建高考]某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,现需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
器材(代号) |
规格 |
电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V1) 电压表(V2) 滑动变阻器(R1) 滑动变阻器(R2) 直流电源(E) 开关(S) 导线若干 |
量程0~50 mA,内阻约为50
Ω 量程0~200 mA,内阻约为10 Ω 量程0~3 V,内阻约为10 kΩ 量程0~15 V,内阻约为25 kΩ 阻值范围0~15 Ω,允许最大电流1 A 阻值范围0~1 kΩ,允许最大电流100 mA 输出电压6 V,内阻不计 |
(1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(以上均填器材代号)
(2)为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号.
(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点?
相同点:_________________________________________________________________
不同点:___________________________________________________________________.
解析:(1)图象中电流0~0.14 A,因此电流表选A2;电源电压6 V,但图象只要求电压在0~3 V之间调整,为了测量准确电压表选V1;由于绘制图象的需要,要求电压从0~3 V之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R1.
(2)由图可知,该元件几十欧姆,>,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;实验数据要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法.
(3)从图线的形状和图线上各点与原点连线的斜率变化趋势上去找相同点和不同点,该图线上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数.
答案:(1)A2 V1 R1' (2)如图所示
(3)都是非线性关系 该元件的电阻值随电压的增大而减小,而小电珠的电阻值随电压的增大而增大
1. [2012·安徽高考]如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 V.
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,______________________________________
__________________________________________________________________________.
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,______________________________________
__________________________________________________________________________.
③断开开关……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.
解析: (1)①开关闭合前应使小灯泡两端的电压为0,所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端.②实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值,因此闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电压表和电流表的多组读数,电压表的读数不应超过2.5 V.
(2)根据实物图画出电路图如图:
答案:(1)①使滑动变阻器的滑片滑至最左端' ②增加小灯泡两端的电压,记录电压表和电流表的多组读数,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压' (2)电路图见解析
5. [2013·四川成都重点学校月考]某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示.
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
R(Ω) |
4.0 |
10.0 |
16.0 |
22.0 |
28.0 |
I(A) |
1.00 |
0.50 |
0.34 |
0.25 |
0.20 |
1/I(A-1) |
1.0 |
2.0 |
2.9 |
4.0 |
5.0 |
(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作________(填“R-I”或“R-”)图象;
(2)利用测得的数据在坐标图中画出适当的图象;
(3)由图象可知,该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω;
(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比,理论上E测________E真,r测________r真.(填“>”“<”或“=”)
解析:(1)根据闭合电路欧姆定律有E=IR+Ir,得R=-r,由于R与成线性关系,应作R-图象.
(2)根据数据描点作图,如图所示
(3)由R=E·-r知,图象的纵轴截距为电源内阻的负值,则r=2.0 Ω,图象的斜率为电源的电动势,E=6.0 V.
(4)由于电流表的分压,“IR”并不是电源的路端电压,若将电流表与电源等效为一个新电源,R=E·-(r+rA),因此,E测=E真,r测=r+rA>r真.
答案:(1)R- (2)见解析 (3)6.0(5.8~6.2) 2.0(1.8~2.2) (4)= >
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