Ⅰ(1)某同學(xué)設(shè)計了一個測量物體質(zhì)量的裝置,如圖1所示,其中P是光滑水平面,A是質(zhì)量為M的帶夾子的已知質(zhì)量金屬塊,Q是待測質(zhì)量的物體.已知該裝置的彈簧振子做簡諧振動的周期為T=2π
m
k
,其中m是振子的質(zhì)量,K是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù),當(dāng)只有A物體振動時,測得其振動周期為T1,將待測物體Q固定在A上后,測得振動周期為T2,則待測物體的質(zhì)量為
 

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如果這種裝置與天平都在太空站中使用,
A.天平仍可以用來測質(zhì)量,這種裝置不能用來測質(zhì)量
B.這種裝置仍可以用來測質(zhì)量,天平不能用來測質(zhì)量
C.這種裝置和天平都可以用來測質(zhì)量
D.這種裝置和天平都不能用來測質(zhì)量
(2)某課題研究小組,收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池,及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈.現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件,一是電阻R0(約為2kΩ),二是手機中常用的鋰電池(電動勢E標(biāo)稱值為3.7V,允許最大放電電流為100mA).在操作臺上還準備了如下實驗器材:
A.電壓表V(量程4V,電阻RV約為4.0kΩ)
B.電流表A1(量程100mA,電阻RA1約為5Ω)
C.電流表A2(量程2mA,電阻RA2約為50Ω)
D.滑動變阻器R1(0~20Ω,額定電流1A)
E.電阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干
Ⅱ(1)為了測定電阻R0的阻值,小組的一位成員,設(shè)計了如圖2所示的電路原理圖并選取了相應(yīng)的器材(電源用待測的鋰電池),其設(shè)計或器材選取中有不妥之處,你認為應(yīng)該怎樣調(diào)整?
 

(2)在實際操作過程中,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R1、電流表A1已損壞,請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.
①請你在圖3方框中畫出實驗電路圖(標(biāo)注所用器材符號)
②為了便于分析,一般采用線性圖象處理數(shù)據(jù),請寫出與線性圖象對應(yīng)的相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系式
 
分析:(1)根據(jù)簡諧運動的周期公式求出待測物體的質(zhì)量.在太空站中,物體對支撐面的壓力為零,無法用天平測量物體的質(zhì)量.
(2)由歐姆定律求出通過待測電阻的最大電流,然后根據(jù)該電流確定電流表的量程,選擇實驗器材.
只有待測電池、電阻箱、電壓表,可以用伏阻法測電池的電動勢與內(nèi)阻,根據(jù)實驗原理作出實驗電路圖;
由閉合電路的歐姆定律列方程,然后找出具有線性關(guān)系的量,并寫出函數(shù)關(guān)系式.
解答:解:Ⅰ、根據(jù)簡諧振動的周期公式T=2π
m
k
得:
T1=2π
M
k
,T2=2π
M+m
k

聯(lián)立兩式解得:m=
T
2
2
-
T
2
1
T
2
1
M

在太空站中處于完全失重狀態(tài),物體對支撐面的壓力為零,所以無法用天平測量物體的質(zhì)量.但是這種裝置與壓力無關(guān),可以測量物體的質(zhì)量.故B正確,A、C、D錯誤.
Ⅱ、(1)流過R0的最大電流約為:
Imax=
E
R0
=
3.7
2000
A
=1.85×10-3A=1.85mA<2mA,
電流表應(yīng)使用:電流表A2(量程2mA,電阻RA2約50Ω),因為使用電流表A1時,電表示數(shù)太小,讀數(shù)誤差較大.
(2)①實驗器材只有電壓表與電阻箱,因此可以用伏阻法測電池的電動勢與內(nèi)阻,實驗電路圖如圖所示.
②由閉合電路歐姆定律得:E=U+Ir=U+
U
R2
r

整理得:
1
U
=
1
E
+
r
ER2

故答案為:(1)
T
2
2
-
T
2
1
T
2
1
M
,B 
(2)(1)用A2替換A1  (2)見圖
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(3)
1
U
=
1
E
+
r
ER2
點評:本題電學(xué)考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路圖、實驗數(shù)據(jù)分析等問題;選擇實驗器材時,既要保證安全,又要注意測量精度,要注意實驗器材量程的選擇.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)①某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖1為實驗裝置簡圖.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列哪二項說法是正確的:
A.要平衡摩擦力                    B.實驗時不需要平衡摩擦力
C.鉤碼的重力要遠小于小車的總重力  D.實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源
②如圖2所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,距離如圖.則打C點時小車的速度為
L3-L1
2T
L3-L1
2T
;若要驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系,除位移、速度外,還要測出兩個物理量是
鉤碼的重力和小車的總質(zhì)量;
鉤碼的重力和小車的總質(zhì)量;

(2)為檢測一個標(biāo)稱值為5Ω的滑動變阻器,現(xiàn)可供使用的器材如下:
A.待測滑動變阻器Rx,總電阻約5Ω
B.電流表A1,量程0.6A,內(nèi)阻約0.6Ω
C.電流表A2,量程3A,內(nèi)阻約0.12Ω
D.電壓表V1,量程15V,內(nèi)阻約15kΩ
E.電壓表V2,量程3V,內(nèi)阻約3kΩ
F.滑動變阻器R,總電阻約20Ω
G.直流電源E,電動勢3V,內(nèi)阻不計
H.電鍵S、導(dǎo)線若干
①為了盡可能精確測定Rx的總電阻值,所選電流表為
A1
A1
(填“A1”或“A2”),所選電壓表為
V2
V2
(填“V1”或“V2”).
②請根據(jù)實驗原理圖3,完成圖4未完成的實物連接,使其成為測量電路.
③如圖5所示是用螺旋測微器測量待測滑動變阻器所采用的電阻絲的直徑,則該電阻絲的直徑為
1.205
1.205
mm.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2010?山東)(1)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪,細繩的兩端分別于彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出間距d0開始時講模板置于MN處,現(xiàn)緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運動為止,記下彈簧秤的示數(shù)F0,以此表示滑動摩擦力的大。賹⒛景宸呕卦幉醋。^續(xù)向瓶中加水后,記下彈簧秤的示數(shù)F1,然后釋放木板,并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.
①木板的加速度可以用d、t表示為a=
2d
t2
2d
t2
;為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)
保持F1不變,重復(fù)實驗多次測量,求平均值
保持F1不變,重復(fù)實驗多次測量,求平均值

②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗,確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系.下列圖象能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是
c
c

③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優(yōu)點是
bc
bc

A.可以改變滑動摩擦力的大小
B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)
C.可以比較精確地測出摩擦力的大小
D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度
(2)在測定金屬電阻率的試驗中,某同學(xué)連接電路如圖所示.閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導(dǎo)線均完好,電源電動勢為E):
①若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E,則發(fā)生故障的是
待測金屬絲
待測金屬絲
(填“待測金屬絲”“滑動變阻器”或“電鍵”).
②若電流表、電壓表示數(shù)均為零,該同學(xué)利用多用電表檢查故障.先將選擇開關(guān)旋至
直流電壓10V
直流電壓10V
檔(填“歐姆×100”“直流電壓10V”或者“直流電流2.5mA”),再將
(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱,把另一支表筆依次接b、c、d接線柱.若只有滑動變阻器斷路,則多用電表的示數(shù)依次是
O
O
E
E
E
E

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)(1)某同學(xué)設(shè)計了一個測量物體質(zhì)量的裝置,如圖1所示,其中P是光滑水平軌道,A是質(zhì)量為M的帶夾子的已知質(zhì)量金屬塊,Q是待測質(zhì)量的物體(可以被A上的夾子固定).已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為T=2π
m/k
,其中m是振子的質(zhì)量,k是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù).
①簡要寫出測量方法及所需測量的物理量(用字母表示)
A.
 

B.
 

②用所測物理量和已知物理量求解待測物體質(zhì)量的計算式為m=
 

(2)物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能,轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關(guān).如圖2所示,為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω和關(guān)系,可采用下述方法:先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn),測行其角速度ω,然后讓砂輪脫離動力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下.測出脫離動力到停止轉(zhuǎn)動砂輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n,測得幾組不同的ω和n如下表所示:
ω(rad/s) 0.5 1 2 3 4
N 5 20 80 180 320
Ek(J)
另外已測得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm,轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為
10
π
N

①試計算出每次脫離動力時砂輪的轉(zhuǎn)動動能,并填入上表中
②試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式Ek=
 

③若脫離動力后砂輪角速度為2.5rad/s,則它轉(zhuǎn)過45轉(zhuǎn)后角速度為
 
rad/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了測定某一電壓表的內(nèi)阻,給出了以下器材:
A.待測電壓表(0~l.5V,內(nèi)阻在3.5kΩ~4.5kΩ之間)
B.電流表(0~500μA,內(nèi)阻約為l00Ω)
C.滑動變阻器(0~50Ω)
D.電鍵
E.電源(1.5V的干電池一節(jié))
F.導(dǎo)線若干
要求設(shè)計實驗電路,測量多組I,U數(shù)據(jù),然后作U-I圖線求電壓表的內(nèi)阻.
(1)某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖,經(jīng)審查該圖不能滿足測量要求.請指出該電路存在的問題:
 

(2)請你另外設(shè)計一個能滿足測量要求的電路圖,畫在圖乙所示的方框內(nèi).
(3)某同學(xué)用重新設(shè)計的電路進行實驗,讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標(biāo)于坐標(biāo)圖丙上,如圖所示.根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出U-I圖線,由此求得電壓表內(nèi)阻RV=
 
kΩ(保留兩位有效數(shù)字).
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同步練習(xí)冊答案