重庆市五年(2017-2021)高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题(14题,含答案)
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重庆市五年(2017-2021)高考物理真题按题型分类汇编-填空题、实验题(14题,含答案)
一.填空题(共5小题)
1.(2020•新课标Ⅱ)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590m,下降一段距离后的高度h=0.100m;由h0下降至h所用的时间T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为a= m/s2(保留3位有效数字)。从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2.根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′= m/s2(保留3位有效数字)。可以看出,a′与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 。
2.(2020•新课标Ⅱ)下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有 ,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有 。(填正确答案标号)
A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低
C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响
D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
3.(2020•新课标Ⅱ)用一个摆长为80.0cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5°,则开始时摆球拉离平衡位置的距离应不超过 cm(保留1位小数)。(提示:单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。)某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为 cm。
4.(2019•新课标Ⅱ)如p﹣V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 N2,T1 T3,N2 N3.(填“大于”“小于”或“等于”)
5.(2018•新课标Ⅱ)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s
。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为 m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的 倍。
二.实验题(共9小题)
6.(2021•重庆)某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化,每160s拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是 s。
(2)测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示,由图可知,小球在0.15s~0.35s时间段平均速度的大小 (选填“大于”、“等于”、“小于”)在0.45s~0.65s时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验测量误差的方法有: (写出一种即可)。
7.(2021•重庆)某兴趣小组使用如图1电路,探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系,其中P为电阻箱,R0是阻值为37.9kΩ的定值电阻,E是太阳能电池,μA是电流表(量程0~100μA,内阻2.10kΩ)。
(1)实验中若电流表的指针位置如题图2所示,则电阻箱P两端的电压是 V。(保留3位有效数字)
(2)在某光照强度下,测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,由该曲线可知,M点对应的太阳能电池的输出功率是 mW。(保留3位有效数字)
(3)在另一更大光照强度下,测得U﹣R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的输出功率 (选填“较小”、“较大”),由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为 mW。(保留3位有效数字)
8.(2020•新课标Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200mA,内阻Rg1=10.0Ω)、电流表A2(量程500mA,内阻Rg2=1.0Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)、电源E(电动势4.5V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。
(1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U= ,流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全,I1不能超过 mA。
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片的位置并读取相应的I1、I2.所得实验数据在表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得,当I1=173mA时,灯丝电阻R= Ω(保留1位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于 Ω(保留1位小数)。
9.(2019•新课标Ⅱ)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题:
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ= (用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g
和铁块下滑的加速度a表示)。
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 (结果保留2位小数)。
10.(2019•新课标Ⅱ)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U﹣t关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (填“变大”或“变小”),电压表示数 (填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为|△U△t|= ×10﹣3V/℃(保留2位有效数字)。
11.(2018•新课标Ⅱ)某同学组装一个多用电表,可选用的器材有:微安表头(量程100μA,内阻900Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω);导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为lmA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值应取R1= Ω,R2= Ω(保留到个位)
12.(2018•新课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在
下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力
2.15
2.36
2.55
f4
2.93
回答下列问题:
(1)f4= N;
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线;
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f= ,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k= ;
(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f﹣m图线求得μ= (保留2位有效数字)
13.(2017•新课标Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器。
实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△t;
③用△s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),v表示滑块在挡光片遮住光线的△t时间内的平均速度大小,求出v;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④
⑥利用实验中得到的数据作出v-△t图,如图(c)所示
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则v与vA、a和△t的关系式为v= 。
(2)由图(c)可求得,vA= cm/s,a= cm/s2.(结果保留3位有效数字)
14.(2017•新课标Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2000”)
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。
参考答案与试题解析
一.填空题(共5小题)
1.(2020•新课标Ⅱ)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590m,下降一段距离后的高度h=0.100m;由h0下降至h所用的时间T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为a= 1.84 m/s2(保留3位有效数字)。从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2.根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′= 1.96 m/s2(保留3位有效数字)。可以看出,a′与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 滑轮的轴不光滑或滑轮有质量 。
【解析】解:小球B做的是初速度为零的匀加速直线运动,则有:h0-h=12aT2
得:a=2(h0-h)T2=2×(0.590-0.100)0.7302m/s2=1.84m/s2
把A、B球看成一个整体,由牛顿第二定律可得:
(mB﹣mA)g=(mA+mB)a
则有:a'=mB-mAmA+mBg=1.96m/s2
本来a和a'大小应该相等,但是因为滑轮的质量以及滑轮与轴之间的摩擦都不可忽略,所以a和a'具有明显的差异。
【答案】1.84;1.96;滑轮的轴不光滑或滑轮有质量。
2.(2020•新课标Ⅱ)下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有 B ,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有 C 。(填正确答案标号)
A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低
C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响
D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
【解析】解:A、汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热的过程不违背热力学第一定律,也不违背热力学第二定律;
B、冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低需要对外发出热量或对外做功,而保温杯隔断了热传递过程,水也没有对外做功,所以该过程违背热力学第一定律;
C、某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响,该过程不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律;
D、冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内,但要消耗电能,引起了其它变化,该过程不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律。
【答案】B;C。
3.(2020•新课标Ⅱ)用一个摆长为80.0cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5°,则开始时摆球拉离平衡位置的距离应不超过 6.9 cm(保留1位小数)。(提示:单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。)某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为 96.8 cm。
【解析】解:当摆动的角度为5°时,摆球拉离平衡位置的距离最大,设为s,则根据题意得s=5πL180≈5×3.14×0.8180m≈6.9cm(此结果不能四舍五入),故开始时摆球拉离平衡位置的距离应不超过6.9cm;
单摆的周期公式T=2πLg,设原来单摆的周期为T,新单摆的周期为T′,根据题意知11T=10T′,则T'T=L'L=1110,则L′=121100L=121100×80cm=96.8cm;
【答案】6.9; 96.8
4.(2019•新课标Ⅱ)如p﹣V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 大于 N2,T1 等于 T3,N2 大于 N3.(填“大于”“小于”或“等于”)
【解析】解:由pV=nRT得:p1V1T1=p2V2T2,
由图示图线可知,在状态1气体压强大于状态2气体压强,两状态下气体体积相等;
即:V状态1=V状态2,p状态1=2p状态2,
故p状态1T1=p状态2T2,解得:T1=2T2,即T1>T2,
由于分子密度相同,温度高,分子单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就多,故N1>N2;
由于p状态1V状态1=p状态3V状态3;故T1=T3;
则T3>T2,又p2=p3,
状态2气体分子密度大,分子运动缓慢,单个分子平均作用力小,状态3气体分子密度小,分子运动剧烈,单个分子平均作用力大。故在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数,即N2大于N3;
【答案】大于;等于;大于。
5.(2018•新课标Ⅱ)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为 365 m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的 14.4 倍。
【解析】解:设铁桥长L,由v=Lt得,
声音在各自介质中传播时间之差为:Lv1-Lv2=1s,
即:L340-L4900=1,
解得:L=365m;
同一种声音频率相同,则f=v1λ1=vλ,所以λ1λ=v1v=4900340=14.4。
【答案】365;14.4。
二.实验题(共9小题)
6.(2021•重庆)某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化,每160s拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是 115 s。
(2)测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示,由图可知,小球在0.15s~0.35s时间段平均速度的大小 小于 (选填“大于”、“等于”、“小于”)在0.45s~0.65s时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验测量误差的方法有: 每张照片标记一次小球的位置 (写出一种即可)。
【解析】解:(1)相邻标记位置之间的时间间隔是T=4×160s=115s
(2)小球在0.15s~0.35s时间内(Δt=0.35s﹣0.15s=0.20s),位移Δx1=240mm﹣40mm=200mm=0.200m,平均速度大小为v1=Δx1Δt1=0.2000.2m/s=1.0m/s
小球在0.45s~0.65s时间内(Δt=0.65s﹣0.45s=0.20s),位移Δx2=750mm﹣400mm=350mm=0.350m,平均速度大小为v2=Δx2Δt2=0.3500.20m/s=1.75m/s
由此可知小球在0.15s~0.35s时间内平均速度的大小小于小球在0.45s~0.65s时间内的平均速度的大小;
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验误差测量误差的方法有
:每张照片标记一次小球的位置。
【答案】(1)115;(2)小于;(3)每张照片标记一次小球的位置
7.(2021•重庆)某兴趣小组使用如图1电路,探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系,其中P为电阻箱,R0是阻值为37.9kΩ的定值电阻,E是太阳能电池,μA是电流表(量程0~100μA,内阻2.10kΩ)。
(1)实验中若电流表的指针位置如题图2所示,则电阻箱P两端的电压是 2.48 V。(保留3位有效数字)
(2)在某光照强度下,测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,由该曲线可知,M点对应的太阳能电池的输出功率是 40.5 mW。(保留3位有效数字)
(3)在另一更大光照强度下,测得U﹣R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的输出功率 较大 (选填“较小”、“较大”),由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为 65.3 mW。(保留3位有效数字)
【解析】解:(1)电流表量程是100μA,由图2所示表盘可知,其分度值是1μA,读数I=62.0μA=6.20×10﹣5A,电阻箱P两端的电压U=I(rg+R0)=6.20×10-5×(2.10+37.9)×103V=2.48V。
(2)由图3所示可知,M点对应的电压U=1.80V,电阻R=80.0
Ω,太阳能电池的输出功率P=U2R=1.80280.0W=4.05×10﹣2W=40.5mW。
(3)由图3所示图像可知,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的电压较大,由P=U2R可知,曲线②中太阳能电池的输出电功率较大;
由图像②可知,太阳能电池电动势为E=2.80V,太阳能电池的内阻随外接电阻R的增大而减小,可估算出当R=30Ω时电池内阻约为30Ω,太阳能电池输出功率最大,最大输出电功率P=E24R=2.8024×30W≈0.0653W=65.3mW。
【答案】(1)2.48;(2)40.5;(3)较大;65.3。
8.(2020•新课标Ⅱ)某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200mA,内阻Rg1=10.0Ω)、电流表A2(量程500mA,内阻Rg2=1.0Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)、电源E(电动势4.5V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。
(1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U= I1(Rg1+R0) ,流过小灯泡的电流I= I2﹣I1 。为保证小灯泡的安全,I1不能超过 180 mA。
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片的位置并读取相应的I1、I2.所得实验数据在表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得,当I1=173mA时,灯丝电阻R= 11.6 Ω(保留1位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于 8.0 Ω(保留1位小数)。
【解析】解:(1)根据电路图连接实物图如图所示:
(2)根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压,故根据欧姆定律有:U=I1(Rg1+R0)
根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为:I=I2﹣I1
因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知数据解得:I1=3.610.0+10.0A=0.18A=180mA,故I1不能超过180mA;
(3)根据表中数据可知当I1=173mA时,I2=470mA;根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V;流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A;故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为:R=UI=3.460.297Ω=11.6Ω
(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V,而电流表A1不能超过其量程200mA,根据欧姆定律有:U=Ig1′(Rg1+R0),代入数据有:3.6V=0.2A×(10+R0)Ω,解得:R0=8.0Ω,即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于8.0Ω。
【答案】(1)如上图所示;(2)I1(Rg1+R0),I2﹣I1,180;(3)11.6;(4)8.0
9.(2019•新课标Ⅱ)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题:
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ= gsinθ-agcosθ (用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。
(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 0.35 (结果保留2位小数)。
【解析】解:(1)由牛顿第二定律可得:
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
μ=gsinθ-agcosθ,
(2)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔为0.1s。
利用匀变速直线运动的推论△x=at2,即逐差法可以求物体的加速度大小:
a=(0.7639-0.3183)-(0.3183-0.05)(3×0.1)2=1.97m/s2,
代入μ=gsinθ-agcosθ得铁块与木板间的动摩擦因数为0.35。
【答案】gsinθ-agcosθ,0.35
10.(2019•新课标Ⅱ)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U﹣t关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为U1= 5.00 mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 变小 (填“变大”或“变小”),电压表示数 增大 (填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 B (填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为|△U△t|= 2.8 ×10﹣3V/℃(保留2位有效数字)。
【解析】解:(1)电压表V1测定值电阻R0两端电压,其示数为:U1=IR0=50.0×10﹣6×100=5.00×10﹣3V=5.00mV;
由图(b)所示图线可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻变小,由于二极管电阻减小,二极管分压减小,由串联电路特点可知,定值电阻分压变大,
电压表V1示数增大,为保持电压表示数不变,应减小定值电阻分压增大滑动变阻器分压,滑动变阻器接入电路的阻值应增大,滑动变阻器滑片应向B端移动;
(2)由图(b)所示图线可知,该硅二极管的测温灵敏度为:|△U△t|=0.44-0.3080-30=2.8×10﹣3V/℃;
【答案】(1)5.00,变小,增大,B;(2)2.8。
11.(2018•新课标Ⅱ)某同学组装一个多用电表,可选用的器材有:微安表头(量程100μA,内阻900Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω);导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为lmA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值应取R1= 100 Ω,R2= 2910 Ω(保留到个位)
【解析】解:(1)微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表。
改装图如图所示:
(2)当接o、a接线柱时当电流表用,
根据并联电路特点得:IgRg=(I﹣Ig)R1
代入数据解得:R1=IgRgI-Ig=100×10-6×9001×10-3-100×10-6Ω=100Ω
当接o、b接线柱时当电压表用,
根据串联电路特点得:IgRg+IR2=U
解得:R2=U-IgRgI=3-100×10-6×9001×10-3Ω=2910Ω
【答案】
(1)
(2)100、2910。
12.(2018•新课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在
下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力
2.15
2.36
2.55
f4
2.93
回答下列问题:
(1)f4= 2.75 N;
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线;
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f= μ(M+m)g ,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k= μg ;
(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f﹣m图线求得μ= 0.40 (保留2位有效数字)
【解析】解:(1)由图可以看出,弹簧秤的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75N;
(2)图中确定m=0.05kg和m=0.20kg时的点,通过描点后,画图如图所示
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=μ(M+m)g;k的表达式为k=μg;
(4)由图象可以得出斜率为k=3.0-2.00.265-0.010=3.92N/kg,所以μ=kg=3.929.8=0.40。
【答案】(1)2.75;(2)如图所示;(3)μ(M+m)g;μg;(4)0.40(0.37﹣0.41均正确)
13.(2017•新课标Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器。
实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△t;
③用△s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),v表示滑块在挡光片遮住光线的△t时间内的平均速度大小,求出v;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④
⑥利用实验中得到的数据作出v-△t图,如图(c)所示
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则v与vA、a和△t的关系式为v= vA+12a△t 。
(2)由图(c)可求得,vA= 52.1 cm/s,a= 16.6 cm/s2.(结果保留3位有效数字)
【解析】解:(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则v等于挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度,根据速度时间公式得:
v=vA+a⋅12△t=vA+12a△t。
(2)由v=vA+12a△t知,纵轴截距等于vA,图线的斜率k=12a,由图可知:
vA=52.1cm/s,
a=2k=2×53.60-52.100.18cm/s2=16.6cm/s2。
【答案】(1)vA+12a△t;(2)52.1,16.6。
14.(2017•新课标Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 20 Ω(填“20”或“2000”)
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 左 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 相等 (填“相等”或“不相等”)
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 2550 Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。 。
【解析】解:(1)根据电路原理图在实物图上连线,如图所示:
(2)①R1选择20Ω;这是因为滑动变阻器的分压式接法要求滑动变阻器的最大阻值远小于负载阻值,滑动变阻器的最大阻值越小,滑片滑动时,电压变化越均匀,越有利于实验的进行;故R1=20Ω;
②为了保护微安表,通过微安表的电流应从零逐渐增大,当滑片C滑到滑动变阻器的最左端时,通过微安表的电流为零。所以开始时,滑片C应滑到滑动变阻器的最左端;
③接通S2前后,微安表的示数保持不变,则微安表两端的电压不变,又微安表右端电势在S2接通前后保持不变,所以说明S2接通前B与D所在位置的电势相等;
④设微安表内阻为Rx,根据题意有2500Rx=Rx2601,解得Rx=2550Ω;
(3)为了提高精度,可以调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。
原因是,在微安表的读数接近满量程的情况下,为了使B、D两点电势相等而调节滑动变阻器R2时,R2滑片的微小偏差将导致微安表指针产生较大偏摆,有利于更精确的调节R2;反之,在微安表指针偏摆较小的情况下,R2滑片的微小偏差很难从微安表上显示出来。
【答案】(1)图见解析;(2)①20;②左;③相等;④2550;(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。
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