(2010•江油市模拟)Ⅰ.气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使

(2010•江油市模拟)Ⅰ.气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,故滑块运动时受到的阻力大大减小,可以忽略不计.为了探究做功与物体动能之间的关系,在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块,滑块的一端与轻弹簧相接,弹簧另一端固定在气垫导轨的一端,将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1),使弹簧处于自然状态时,滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间.实验步骤如下:

①用游标卡尺测量遮光片的宽度d;
②在气垫导轨上适当位置标记一点A(图中未标出,AP间距离远大于d),将滑块从A点由静止释放.由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t;
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v;
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③,记录弹簧劲度系数及相应的速度v,如下表所示:
弹簧劲度系数 k 2k 3k 4k 5k 6k
v (m/s) 0.71 1.00 1.22 1.41 1.58 1.73
v2 (m2/s2 0.50 1.00 1.49 1.99 2.49 2.99
v3 (m3/s3 0.36 1.00 1.82 2.80 3.94 5.18
(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示,读得d=______m;
(2)用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v=
[d/t]
[d/t]

(3)已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中,弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比,根据表中记录的数据,可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是______.
Ⅱ.有一个电压表V,其内阻为30kΩ、量程约25V~35V,共有30个均匀小格,但刻度已经模糊.为了测量其量程并重新刻度,现提供下列器材选用
标准电压表V1:量程3V,内阻为3kΩ
标准电压表V2:量程18V,内阻为3kΩ
电流表A:量程0~3A,内阻未知
滑动变阻器R:总阻值1kΩ
稳压电源E:30V,内阻不能忽略
电键、导线若干
①现有一位同学设计了如图3所示的实验电路图,请指出此电路设计存在的问题______.
②请设计一个合理的电路图,画在如图3所示的方框内,将所选用的器材用相应的符号表出(要求测量多组数据,并尽可能提高测量的精确度).选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式Ug=
300U1
N
300U1
N
.式中各字母的意义是:______.
ann_chow 1年前 已收到1个回答 举报

bf84f 幼苗

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解题思路:Ⅰ.(1)游标卡尺的读数是由主尺读数加上游标尺的读数.主尺的读数是从主尺的零刻度到与游标尺的对齐的刻度为止,游标尺根据游标上第几条刻度线与主尺,来读出游标尺的读数.
(2)滑块在通过光电门时,平均速度等于遮光片的宽度d与其通过的时间之比.由于宽度较小,时间很短,所以瞬时速度接近平均速度.
(3)在弹簧伸长相同的情况下,弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比.然而由列表数据可发现劲度系数与速度的平方成正比,则弹簧对滑块做的功与滑块通过光电门的速度的平方成正比.
Ⅱ.①将电流表与电压表串联时,电流表A的量程太大,电压表的内阻太大,电压表与电流表串联时实际流过的电流太小,电流表的指针偏转会不明显.
②本实验的目的是测量电压表的量程,可采用与标准电压表比较的方式进行,将二电表串联,根据串联电路的规律可算出电压表的量程.

Ⅰ.(1)读数:1.9cm-3×0.9mm=1.63cm=1.63×10-2m
(2)由于宽度较小,时间很短,所以瞬时速度接近平均速度,则v=[d/t]
(3)由数据可知速度的平方与劲度系数成正比,而弹簧对滑块做的功与劲度系数成正比,则弹簧对滑块做的功与劲度系数也成正比.即W与v2成正比
Ⅱ.①此电路设计存在的问题:电流表A的量程太大,电压表的内阻较大,电压表与其串联时实际流过电流表的电流太小,即电流表的指针偏转不明显.
②由题意可知,待测电压表内阻已知,则将两表串联接入电路,两表中的电流相等,由标准电表可求得电流值,通过计算可求得待测电压表的量程;
因两电压表阻值较大,而滑动变阻器阻值较小,故滑动变阻器采用分压接法;故电路如图所示;
由欧姆定律可求得,通过两电压表的电流为:I=
U1
3000
则待测电压表两端的电压为:I×30000=10U1
此时指针指示的格数为N,则有:[N/30]×Um=10U1
解得量程为:Ug=
300U1
N,其中N:直流电压表V指针所指格数,U1:标准电压表V1的读数.
故答案为:I.(1)1.63×10-2;(2)[d/t];(3)W与v2成正比(或W∝v2
Ⅱ.①电流表A的量程太大,而电压表与其串联时实际流过的电流太小,即电流表的指针偏转不明显.
②实验电路图如右:
Ug=
300U1
N,其中N为V表指针所指格数,U1为V1表读数.

点评:
本题考点: 伏安法测电阻;探究小车速度随时间变化的规律.

考点点评: 第1小题考查游标卡尺精确测量遮光片的宽度,以便能粗略测出滑块通过光电门的速度.同时通过观察可得出劲度系数与速度的平方的关系.
第2小题充分运用串联电路的特点测量电压表量程,注意不能直接使用给出的电流表,因为电流表量程偏大无法正确的得出结果.

1年前

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