实验＋中档计算题增分练(二)

实验＋中档计算题增分练(二)(时间：30分钟)1.测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置如图1所示。图1(1)下列选项中，符合实验中必要的措施及要求的是________。A.细绳必须与桌面平行B.接通电源和释放物块同时进行C.物块的质量远大于砂和砂桶的总质量D.先平衡摩擦力，再进行实验(2)实验中获得的一条比较理想的纸带如图2所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则此次实验物块运动时在0.1s内的速度平均增量为________m/s(计算结果保留2位有效数字)。图2(3)在(2)中，若物块的质量为500g，砂和砂桶的总质量为300g，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则物块与水平桌面间的动摩擦因数为________(计算结果保留2位有效数字)。答案(1)A(2)0.20(3)0.27解析(1)实验中，为保证物块做匀变速运动或匀速运动，细绳必须与桌面平行，故A正确；必须先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放物块，故B错误；实验中，可以选物块和砂桶(含砂)构成的系统为研究对象，所以不需要满足物块的质量远大于砂和砂桶的总质量这一条件，故C错误；本实验的目的是测量动摩擦因数，所以实验中不需要平衡摩擦力，故D错误。(2)利用逐差法有a＝eq\f(CE－AC,（2T）2)＝eq\f(（30.42－11.20－11.20）×10－2,4×0.01)m/s2≈2.0m/s2，根据加速度的定义可知，物块运动时在0.1s内的速度增量为0.20m/s。(3)根据牛顿第二定律有mg－μMg＝(M＋m)a，代入数据得μ≈0.27。2.兴趣学习小组将电压表改装成测量物体质量的仪器，如图3所示。所用实验器材有：直流电源：电动势为E，内阻为r；理想电压表V：量程0～3V；滑动变阻器R：规格0～5Ω；竖直固定的粗细均匀的直电阻丝R0：总长为1cm，总阻值为9Ω；竖直弹簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝R0接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。实验步骤如下：(1)秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝R0上端a处，秤盘处于静止状态。(2)直流电源的U－I图像如图4所示，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(3)在弹簧的弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝R0下端b处，要使此时电压表达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的阻值为________Ω。已知弹簧的劲度系数k＝9.8×103N/m，当地重力加速度g＝9.8m/s2，则被测物的质量m＝________kg。由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即将该电压表改装成了测量物体质量的仪器，则质量刻度是________(填“均匀”或“非均匀”)的。(4)直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大。在此情况下，改装成的测量物体质量的仪器的示数与被测物的质量的真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。答案(2)4.01.0(3)2.010均匀(4)偏小解析(2)U－I图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，可得E＝4.0V，r＝1.0Ω。(3)电压表达到满偏Ug时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为Rx，可得eq\f(Ug,R0)＝eq\f(E,R0＋r＋Rx)，解得Rx＝2.0Ω。由平衡条件可得kl＝mg，解得m＝10kg，因为电压表示数与弹簧形变成正比，被测物的质量也与弹簧形变成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是均匀的。(4)直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大，电路中电流偏小，当右端点P处于相同位置时，电压表示数较小，改装成的测量物体质量的仪器的示数与被测物的质量的真实值相比偏小。3.如图5，某材料制备系统由供气瓶、反应室、加热器和真空泵等设备组成。供气瓶的容积为20L，储存的气体压强为3.0×105Pa，反应室的容积为10L。制备材料前，反应室处于真空状态，关闭所有阀门。制备材料时，先打开阀门1，供气瓶向反应室缓慢供气，当反应室气压达到1.0×102Pa时，关闭阀门1；对反应室内气体缓慢加热，使其从室温25℃升到200℃，进行材料合成。实验结束后，待反应室温度降至室温，将其抽至真空状态。环境温度恒定，忽略材料体积，气体不参与反应。图5(1)加热后，求反应室内气体的压强(结果保留3位有效数字)；(2)当供气瓶剩余气体压强降到1.5×105Pa时，需更换新的供气瓶，供气瓶最多能给反应室充气多少次？答案(1)159Pa(2)3000次解析(1)根据查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝eq\f(T2,T1)p1＝159Pa。(2)设可以供n次，则根据玻意耳定律得p0V0＝np1V1＋pV0解得n＝3000。4.2022年冬奥会将由北京和张家口市联合举行。滑雪运动员备战训练过程中，从斜坡顶端以8m/s的速度水平飞出，经过一段时间后，运动员的速度方向偏转了45°，g＝10m/s2，空气阻力忽略不计。求：图6(1)从水平飞出到速度方向偏转45°，运动员运动的时间；(2)从水平飞出到速度方向偏转45°，运动员的水平位移和竖直位移大小。答案(1)0.8s(2)6.4m3.2m解析(1)设运动员从飞出到速度偏转45°所用的时间为t，由速度的偏角公式可