2020高三物理三轮冲刺：实验题技巧练(五)

实验题技巧练(五)

22．小明和小华在实验室探究加速度与力、质量的关系，他俩各自独立设计了如图1甲、乙所示的实验装置，小车总质量用M表示(甲图中传感器的质量可以忽略)，钩码总质量用m表示．

图1

(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是________．

A．两组实验中只有甲需要平衡摩擦力

B．两组实验都需要平衡摩擦力

C．两组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车总质量M的条件

D．两组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车总质量M的条件

(2)若发现某次实验中甲图中的力传感器和乙图中的测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a＝g，g为当地重力加速度，则甲、乙两实验装置中所用小车总质量之比为________；所用的钩码总质量之比为________．

答案　(1)B　(2)1∶1　5∶8

解析　(1)两组实验均需要平衡摩擦力，甲图中小车受到的拉力可由传感器读出，乙图中拉小车受到的拉力可由测力计读出，故都不需要钩码的总质量m远小于小车的总质量M，B正确．

(2)两实验装置实验所用小车总质量分别为M甲＝，M乙＝，实验时所用小车总质量之比为1∶1；甲图：m甲g－F＝m甲a，乙图：m乙g－2F＝m乙a，联立解得m甲∶m乙＝5∶8.

23．实验室有以下实验器材：

电源E：电动势约5 V

电流表A：量程为30 mA

电阻箱R：可调范围0～999 Ω

未知电阻Rx：数量级102 Ω

开关、导线若干

(1)为测量未知电阻阻值Rx和电源电动势E，若电源内阻和电流表内阻可忽略，利用上述实验器材设计电路进行测量，记下电流表读数I，电阻箱的读数为R，实验得到图2所示图象，则使用的电路是图3中的图________(填“甲”或“乙”)，根据图象可求得电源的电动势等于________ V，被测电阻值等于________ Ω.(结果均保留2位有效数字)

图2

图3

(2)如果电源的内阻不能忽略，则能否用图甲的电路测量出Rx？________.(填“能”或“不能”)若能，请写出表达式，若不能，请说明理由：_______________________________________

_______________________________________________________________________________.

答案　(1)甲　4.0　2.0×102

(2)不能　可以把Rx和内阻r等效成一个电阻，只能求出Rx＋r的值，无法单独求出Rx

解析　(1)如果采用题图甲电路，根据闭合电路欧姆定律，E＝I(R＋Rx)，变形得＝R＋，如果采用题图乙电路，E＝I()，I－1与R不成线性关系，所以选甲；图象斜率代表，纵轴截距代表，可得E＝4.0 V，Rx＝2.0×102  Ω；

(2)如果电源内阻不能忽略，则可以把Rx和电源内阻r等效成一个电阻，只能求出Rx＋r的值，无法单独求出Rx.