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实验题专项训练(一)(时间:15分钟分值:20分)1.(6分)质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上,一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块,并留在其中,整个木块沿子弹原方向运动,则木块最终速度的大小是 m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5103 N,则子弹射入木块的深度为 m。答案:200.2解析:木块的质量m木=0.45kg,子弹的质量为m=0.05kg,初速度为v0=200m/s,二者组成的系统水平方向动量守恒,设子弹初速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得mv0=(m+m木)v解得木块最终速度的大小v=mv0m+m木=0.050.05+0.45200m/s=20m/s;设子弹射入木块的深度为d,根据能量守恒定律可得Ffd=12mv02-12(m+m木)v2,解得d=0.2m。2.(6分)在没有天平的情况下,实验小组利用以下方法对质量进行间接测量,装置如图甲所示:一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连,重物P、Q的质量均为m(已知),在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z,重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度为g。甲(1)某次实验中,先接通频率为50 Hz的交变电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,则系统运动的加速度a= m/s2(保留三位有效数字);乙(2)在忽略阻力的情况下,物块Z质量mZ的表达式为mZ=(用字母m、a、g表示);(3)由(2)中理论关系测得的质量为mZ,而实际情况下,空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦、定滑轮中的滚动摩擦不可以忽略,使物块Z的实际质量与理论值mZ有一定差异,这是一种(选填“偶然误差”或“系统误差”)。答案:(1)8.00(2)2mag-a(3)系统误差解析:(1)根据x=aT2,系统运动的加速度a=0.0295+0.0329-0.0232-0.026440.022m/s2=8.00m/s2;(2)根据牛顿第二定律,对Q和Z有(m+mZ)g-FT=(m+mZ)a,对P有FT-mg=ma,联立解得mZ=2mag-a;(3)由题意可知这是一种系统误差。3.(8分)实验小组对一未知电源的电动势E和内阻r进行测量,实验器材如下:待测电源:电动势小于2 V,内阻小于1 ;灵敏电流计G:满偏电流Ig=150 mA,内阻Rg=1 直流电压传感器(视为理想电压表);定值电阻R1=2 ;定值电阻R2=5 ;定值电阻R3=0.5 ;滑动变阻器R4(05 );滑动变阻器R5(050 );开关和导线若干。(1)实验电路设计如图所示,实验小组将灵敏电流计G与两个定值电阻组装,改装成一量程为0.6 A的电流表,并将灵敏电流计的表盘刻度进行了合理的标注。请将该电流表的内部电路图补充在虚线框中,并将所用到的定值电阻的符号标注在图中。(2)闭合开关,调节滑动变阻器,得到一系列电流表与直流电压传感器的数据(见下表),则实验中,滑动变阻器应该选用(填滑动变阻器的符号),该电源的电动势E= V,电源内阻r=。(小数点后保留两位数字)电流I/A0.050.150.250.300.350.40电压U/V1.701.501.301.201.101.00(3)调节滑动变阻器阻值,当滑动变阻器在该电路中的功率最大时,直流电压传感器的示数为 V(小数点后保留两位数字)。答案:(1)如图所示(2)R51.800.50(3)0.90解析:(1)实验小组将灵敏电流计G与两个定值电阻组装,改装成一量程为0.6A的电流表,所以先将灵敏电流计G与R2串联,满偏电压为Ug=Ig(R2+Rg)=0.9V,再与R1串联,电流表量程为I=Ig+UgR1=0.15A+0.45A=0.6A。(2)根据欧姆定律R=UI可知,接在电路中滑动变阻器最大值为R=1.700.05=34,滑动变阻器应该选用R5;根据U=E-I(r+RA),代入其中两组数据,解得E=1.80V,r=0.50。(3)调节滑动变阻器阻值,当滑动变阻器的阻值为R滑=RA+r=2时,其在该电路中的功率最大,直流电压传感器的示数为U=ER滑r+RA+R滑=0.90V。- 3 -
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