2020高三物理三轮冲刺：实验题技巧练(九)

实验题技巧练(九)

22．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”，他们利用一些“小纸杯”作为研究对象，用频闪照相机等仪器测量“小纸杯”在空中竖直下落距离、速度随时间变化的规律．过程如下：

A．如图1甲所示，同学们首先测量单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时间的下落距离，将数据填入下表中．

B．在相同的实验条件下，将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的v－t图线，如图乙中图线1、2、3、4所示．

C．同学们对实验数据进行分析、归纳后，得出阻力大小与速度平方成正比的关系，即Ff＝kv2. 其中k为常数．回答下列问题：

(1)图乙中各条图线具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小________(选填“不变”“增大”或“减小”)的加速运动，最后匀速运动．

(2)根据表格和图乙中的信息可知表中X处的理论值为________ m.

(3)根据上述实验结论，可知4个“小纸杯”叠在一起下落时，其最终的下落速率为______ m/s.

图1

答案　(1)减小　(2)1.750　(3)2.0

解析　(1)题图乙中各条图线的斜率先减小后不变，则具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小减小的加速运动，最后匀速运动．

(2)因0.8 s后纸杯已经匀速下落，由表格可知在0.4 s内纸杯下降的距离约为0.4 m，可知X＝1.750  m；

(3)一个纸杯时，最终速度为v1＝1.0 m/s；由mg＝kv，4mg＝kv可得：v2＝2.0 m/s.

23．某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻．

实验小组同学利用图2甲所示电路来测量该干电池电动势和内阻，他们将滑动变阻器从最左端逐渐滑到最右端时，发现滑片移动一段距离后，电流表的示数突然变为零，电压表仍有示数．该小组同学记录了电压表的示数U与x、电流表的示数I与x关系图(x表示滑动变阻器的滑片移动的距离)，如图丙、丁所示．由此判断：

图2

(1)滑片移动一段距离后，电流表的示数突然变为零，电压表仍有示数，出现这一现象的原因可能是________ .

A．电流表断路

B．电流表短路

C．滑动变阻器断路

(2)某时刻电压表的示数如图乙所示，其示数为________ V.

(3)若电压表、电流表都是理想电表，根据图丙、图丁可知，该干电池电动势为________ V，内阻为________ Ω.(计算结果保留两位小数)

(4)若电压表、电流表都不是理想电表，则上述(3)中，电动势的测量值________真实值．(选填“大于”“等于”或“小于”)

答案　(1)C　(2)0.76(0.74～0.77均可)

(3)1.45　0.67　(4)小于

解析　(1)滑片移动一段距离后，电流表的示数突然变为零，电压表仍有示数，出现这一现象的原因可能是滑动变阻器断路，故选C.

(2)电压表的量程为3.0 V，最小刻度为0.1 V，则示数为：0.76 V.

(3)滑动变阻器断路时，电压表的读数为电源的电动势，即E＝1.45 V；根据E＝U＋Ir，当U＝1.35 V时I＝0.15 A，代入解得：r＝ Ω≈0.67 Ω；

(4)若电压表、电流表都不是理想电表，则上述(3)中，滑动变阻器断路时，电压表并联在电池两端，此时外电路电阻不是无穷大，即电压表两端的电压小于电源电动势，即电动势的测量值小于真实值．