1、实验题专项练(二)1.(2022广东广州一模)用图甲所示的装置研究“小车(含拉力传感器)质量一定时,加速度与合力的关系”,实验步骤如下:细绳一端绕在电动机上,另一端系在拉力传感器上,将小车放在长板的P位置,调整细绳与长板平行,启动电动机,使小车沿长板向下做匀速运动,记录此时拉力传感器的示数F0;撤去细绳,让小车从P位置由静止开始下滑,设小车受到的合力为F,通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的x-t图像,并求出小车的加速度a;改变长板的倾角,重复步骤可得多组F、a数据。完成下列相关实验内容:(1)在步骤中,F0(选填“=”“”或“”)F;(2)本实验(选填“需要”或“不需要”)平衡
2、小车所受到的摩擦力;(3)某段时间内小车的x-t图像如图乙所示,根据图乙中标出的三个位置坐标,可得小车的加速度大小为 m/s2(计算结果保留两位小数);(4)分析下表中的F、a数据可知,在误差允许范围内,小车质量一定时,。F/N0.41.01.51.82.1a/(ms-2)0.792.103.103.624.192.(2022山东潍坊三模)实验小组的同学要用所学的电学知识较准确地测量一捆铜线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来较准确测量这捆铜线的电阻Rx,图中a、b之间连接这捆铜线;V1和V2可视为理想电压表,R为阻值范围是0999.9 的电阻箱,E为电源,R0为定值电阻,S为开关。采用如下步
3、骤完成实验:甲(1)先用螺旋测微器测量该铜线的直径d=1.200 mm;(2)按照图甲所示的实验原理电路图连接电路,将图乙实物图补充完整;乙(3)将电阻箱R调节到适当的阻值,闭合开关S,记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2,则这捆铜线的阻值表达式为Rx=(用R、U1、U2表示);(4)改变电阻箱的阻值R,记下多组R、U1、U2的示数,计算出每一组U2U1的值,作出U2U1-1R图像如图丙所示,利用图像可求得这捆铜线的电阻Rx= ;丙(5)已知这捆铜线材料的电阻率为=2.0010-8 m,则这捆铜线的长度为L= m(结果保留三位有效数字)。答案：1.答案 (1)=(
4、2)不需要(3)2.10(4)小车的加速度与合力成正比解析 (1)步骤中小车匀速下滑时,由平衡条件得mgsin =Ff+F0,步骤中小车加速下滑时,由受力分析知F=mgsin -Ff,联立可得F0=F。(2)由(1)中分析可知,小车加速下滑过程所受的合力已通过步骤中小车匀速下滑时拉力传感器的示数F0读出,所以不需要平衡摩擦力。(3)图乙中标出的三个位置坐标反映了小车连续相等时间内的位移,根据匀变速运动位移变化推论知x=(0.382 0 m-0.252 0 m)-(0.491 0 m-0.382 0 m)=a(0.1 s)2,可解得a=2.10 m/s2。(4)由表中数据可以看出,F与a的比值基本不变,所以可得,在误差允许范围内,小车质量一定时,小车的加速度与合力成正比。2.答案 (2)见解析图(3)U2U1-1R(4)2.60(5)1.47102解析 (2)按照实验原理电路图连接实物图如图所示。(3)通过铜线的电流为Ix=IR=U1R,则Rx=U2-U1Ix=U2U1-1R。(4)改变电阻箱的阻值R,记下多组R、U1、U2的示数,每一组数据都满足上式,整理可得U2U1=Rx1R+1,则U2U1-1R图像的斜率即为Rx,Rx=k=7.50-1.002.50 =2.60 。
