1、实验题专项练(四)22.(6分)(2022湖南宁乡模拟)某物理研究性学习小组在探究带风帆的玩具小车所受阻力与小车运动速度的关系时,他们进行了以下实验探究:将质量m=400 g的带风帆的玩具小车、已连接好电源的打点计时器和纸带按如图甲所示安装在光滑倾斜的长木板上;接通打点计时器的电源(电源的频率为50 Hz),使玩具小车从静止开始加速运动,打出一条纸带,关闭电源;改变长木板的倾角,重复以上步骤,记录实验数据如下表所示。实验次数木板的倾角sin 小车匀速运动时的速度v/(ms-1)小车匀速运动时速度的二次方v2/(m2s-2)150.090.60.362100.17v23250.422.87.84
2、4350.573.814.445500.775.025.00请你根据以上探究帮助他们完成下列问题:(所有要填的数据均保留两位有效数字)(1)图乙是第二次实验(倾角=10)时打出的一条纸带,对应的小车匀速运动时的速度v2= m/s;甲乙(2)根据表中所提供的数据,该同学猜想小车所受的阻力与运动速度成正比关系,画出符合猜想结论的图线;(3)当倾角=60时,小车匀速运动的速度v6= m/s。23.(9分)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻,同时测出未知电阻Rx的值。实验室提供的器材如下:A.待测电源;B.待测电阻Rx;C.电阻箱(0999.9 );D.电压表V1(量程6 V,内阻约2 k
3、);E.电压表V2(量程3 V,内阻约1 k);F.开关、导线若干。甲乙丙该同学实验过程如下:按图甲连接好电路;闭合开关S,调节电阻箱R的值,让两个电压表V1和V2有合适的读数U1与U2,并将R、U1和U2的值填在设计好的表格中(表格未画出);重复实验步骤多次,并将获得的电阻箱R的阻值和电压表V1和V2的读数填入表格中。(1)如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值U1-U2R,实验结果的图像如图乙所示,则待测电源电动势为 V,内阻为 。(结果均保留两位有效数字)(2)如果纵坐标表示两个电压表读数之比U1U2,横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图像如图丙所
4、示。则待测电阻Rx= (保留两位有效数字)。由于电压表V2的分流,待测电阻的测量值比真实值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)为消除电压表V2分流给实验带来的误差,实验时可以引入辅助电源,如图丁所示,E为辅助电源,调节电路中的两个滑动变阻器,使通过灵敏电流计G的电流为0,读出此时电压表读数为1.78 V,电流表A读数为0.22 A,则待测电阻的准确值为 (保留两位有效数字)。丁答案：22.答案 (1)1.2(2)见解析图(3)5.8(5.75.9均正确)解析 (1)小车匀速运动时,相等时间间隔内运动距离相同,则相邻计数点间距相同,结合题图知v2=4.8010-220.02 m/s=1.2
5、 m/s。(2)木板的倾角为,根据平衡条件有mgsin =Ff,结合题中所给的数据计算出各倾角时的阻力,小车所受的阻力与运动速度成正比,则Ff-v图像应该是过原点的倾斜直线,绘图如下。(3)结合上图可知k=Ffv=0.6 N/(ms-1),当倾角=60时,匀速运动时阻力Ff=mgsin 60,小车匀速运动的速度v6=Ffk=5.8 m/s。23.答案 (1)6.06.0(2)8.0偏小(3)8.1解析 (1)图线反映的是电源的特性,由图像可知电动势为6.0 V;图线斜率等于内阻,则内阻r=6-3.60.4 =6.0 。(2)根据串联电路的分压原理可知U2Rx=U1R+Rx,故U1U2=Rx+RRx=1.0+RRx,所以纵轴截距为1.0,根据图像斜率k=1Rx=3-116 -1=18 -1,解得Rx=8.0 ,由于电压表V2的分流,使得测量的电流偏大,所以待测电阻Rx测量值比真实值偏小。
