实验题增分练(三)
1.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。已知重力加速度为g。
(1)为了完成实验,需要记录下来的是结点O的位置以及两个弹簧测力计中力的大小和方向,如果作图得到的合力方向近似在________方向上,且大小近似等于______,则平行四边形定则得以验证。
(2)下列不必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母)。
A.木板平面要保持竖直
B.两个弹簧测力计必须完全相同
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学使弹簧测力计B处于水平方向,发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,为了能够完成实验,他应该________。
A.换用质量更轻的重物
B.保持弹簧测力计B的拉力方向不变,减小其拉力
C.保持弹簧测力计B的拉力大小不变,将其顺时针旋转一个小角度
D.保持弹簧测力计B的拉力大小不变,将其逆时针旋转一个小角度
解析:(1)由实验的原理可知,需要验证A、B弹簧测力计拉力的合力大小与重物的重力相等,方向相反,所以需要作图得到的合力方向近似在竖直方向上,且大小近似等于Mg,则平行四边形定则得以验证。
(2)实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此需要每个力的方向都在竖直方向的平面内,所以木板平面要保持竖直,故A必要;用弹簧测力计测出力的大小,所以两个弹簧测力计没必要完全相同,故B不必要;拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性,故C必要;当结点O位置确定时,弹簧测力计A的示数也确定,由于重物的重力已确定,两力大小与方向均一定,因此弹簧测力计B的大小与方向也一定,所以不需要改变拉力多次实验,故D不必要。
(3)当弹簧测力计A的指针超出其量程,说明弹簧测力计B的拉力和重物重力的合力已偏大,则需要减小二者合力,由力的合成知识可知A、B、C可行,D不可行。
答案:(1)竖直 Mg (2)BD (3)ABC
2.图1是用来测量某电阻丝材料的电阻率的电路图。实验中把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上,移动滑片改变接触点P的位置,可改变接入电路中电阻丝的长度。实验可供选择的器材还有:
器材编号
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器材名称
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规格与参数
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A
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电池E
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电动势3.0 V,内阻未知
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B
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电流表A1
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量程0~100 mA,内阻约为5 Ω
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C
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电流表A2
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量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω
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D
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电阻箱R
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0~999.9 Ω
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E
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开关、导线
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若干
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实验操作如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
b.将选用的实验器材,按照题图连接实验电路;
c.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大;
d.接触点P在电阻丝上某位置时,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
e.改变接触点P的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏;重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
f.断开开关,整理好器材,进行实验数据分析。
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(1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图2所示,d=________mm。
(2)实验中电流表应选择_______(选填供选器材前的编号)。
(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图3所示的RL关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,那么电阻丝的电阻率表达式ρ=________(用R0、L0、d表示)。
(4)本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响,这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)螺旋测微器的读数为
d=0.5 mm+23.0×0.01 mm=0.730 mm。