2023版高中物理二轮复习 实验题15分保分练5

实验题15分保分练(五)(时间：15分钟分值：15分)1．(6分)如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS测定动摩擦因数”的实验装置示意图。一长木板固定在水平桌面上，长木板上表面水平，轻弹簧水平放置在长木板上，其右端固定在长木板的C处，左端连一木块，木块上方固定有窄片P，当弹簧处于原长时，木块在A点处，光电门(未画出，用以测量窄片的遮光时间)固定在A点。第一次，将木块向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放，木块通过A处时记下窄片的遮光时间t1，测出木块的质量m1；第二次，在木块上方增加砝码后，向右压缩弹簧使木块再次移到B点处并由静止释放，木块通过A处时记下窄片的遮光时间t2，测出木块和砝码的总质量m2；如此反复多次实验。请回答下列问题。(已知重力加速度大小为g)(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，实验中还需要测量的物理量有________。A．窄片的宽度dB．A、B两点间的距离xC．木块从B点运动到A点的时间t0D．弹簧的劲度系数k(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数eq\f(1,t2)随木块质量的倒数eq\f(1,m)变化的关系图象，如图乙所示，根据图线，求得木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________，木块从B点运动到A点的过程，弹簧对木块做的总功WF＝________。(用含a、b、g及还需要测量的物理量字母表示)[解析]木块通过A点时的速度大小v＝eq\f(d,t)，t为窄片通过光电门的遮光时间，木块从B点运动到A点的过程，根据动能定理有WF－μmgx＝eq\f(1,2)mv2－0，得eq\f(1,t2)＝eq\f(2WF,d2)·eq\f(1,m)－eq\f(2μgx,d2)，结合题图乙得eq\f(2μgx,d2)＝a，eq\f(2WF,d2)＝eq\f(a,b)，得μ＝eq\f(ad2,2gx)，WF＝eq\f(ad2,2b)，可见为测量μ，还需要测量x和d，故选A、B。[答案](1)AB(2)eq\f(ad2,2gx)eq\f(ad2,2b)2.(9分)(1)如图甲所示为某同学在实验室设计的一电路图，其中R1、R2、R3为定值电阻，R4为一电阻箱，G是一灵敏电流表(零刻度在表盘的中央)。闭合开关，当R4调节到某一值时，发现灵敏电流表的示数为零。则此时关于四个电阻阻值的关系正确的是________。A．R1＋R3＝R2＋R4B．R1＋R4＝R2＋R3C．R1R4＝R2R3D．R1R3＝R2R4(2)受上述实验的启发，这位同学又设计了一测量未知电阻阻值的实验。实验所需器材是：待测电阻R待测、一直流电源(电动势E＝3V)、电阻箱R(阻值范围是0～999.9Ω)、一小白炽灯泡(耐压值较高，可用来作指示灯)、一均匀但长度未知的直电阻丝AB(电阻丝上有一个带有绝缘柄的小金属线夹，线夹和电阻丝接触良好，且线夹可在电阻丝上自由滑动)、比电阻丝稍长的毫米刻度尺一把、开关一个、导线若干。a．根据题意，请用线段代替导线把图乙中电路连接完整。b．把线夹夹在电阻丝离A端较近的位置上，闭合开关S，调整电阻箱，使得小灯泡不亮，记录电阻箱此时的阻值R1，用刻度尺测量此时A到线夹的距离x1。c．把线夹向右移动，重复上述步骤，分别测量并记录多组R、x数据(不少于六组)。d．把测得的数据在平面直角坐标系中描绘出来，为了较直观地体现出变量之间的关系，要作出一线性图象，如果图象的纵坐标是电阻箱接入电路的电阻R，则横坐标应该是________。e．根据上一步骤，作出的图象在纵轴上的截距的绝对值为R0，图象的斜率为k，则可求得R待测＝________；电阻丝的总长度L＝________。f．下列措施能进一步提高上述实验准确性的是________。A．电阻箱应改换成阻值较大的滑动变阻器B．小白炽灯泡应改换成指针式毫伏表C．直接用欧姆表来测量待测电阻会更准确、快捷D．用刻度尺测长度时，要多次测量求平均值思路点拨本题两问本质一样，审题时要抓住“发现灵敏电流表的示数为零”，即M、N两点电势相等，利用电路分析解决。[解析](1)由题知灵敏电流表示数为零，则φM＝φN，故UR1＝UR3，流过R1、R3的电流分别用I1、I3表示，由欧姆定律有I1＝eq\f(UR1,R1)、I3＝eq\f(UR3,R3)，又I1(R1＋R2)＝I3(R3＋R4)，联立得R1R4＝R2R3，选项C正确。(2)a.连接电路如图所示。d、e.设电阻丝单位长度阻值为r，则左边电阻丝阻值为xr，右边电阻丝的阻值为(L－x)r，由电桥平衡特点得xr·R＝(L－x)rR待测，整理得R＝R待测Leq\f(1,x)－R待测，为保证图象是线性的，若纵坐标是R，则横坐标应该是eq\f(1,x)，因为作出的图象在纵轴上的截距的绝对值为R0，可知R待测＝R0，L＝eq\f(k,R待测)＝eq\f(k,R0)。f．滑动变阻器接入电路的阻值读不出来，故A项错误；电桥是否平衡，通过小灯泡是否发光来判断，如果不发光就说明电路已经达到平衡，小灯泡的发光效果与通过的电流有关系，电流越小，发光越弱，但有微弱电流时，可能人眼看不到小灯泡发光，改换成指针式毫伏表，能更直观判断电桥是否平衡，故B项正确；用欧姆表来测量电阻，因刻度不均匀使读数误