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【考点】.
【专题】实验探究题;实验分析法;探究型实验综合题.
【分析】(1)实验中,要运用二力平衡条件来测量摩擦力的大小,即使木块做匀速直线运动; (2)(3)影响滑动摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度,在实验中,要通过控制变量法来进行探究.
(4)弹簧测力计在读数时要注意看清其量程和分度值.当物体匀速直线运动时,拉力等于摩擦力;
(5)加速运动时物体受力不平衡,其拉力大小摩擦力,据此判断.
【解答】解:(1)甲乙两图中弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动时,根据二力平衡条件,此时测力计的读数才等于滑动摩擦力.
(2)实验中,探究摩擦力与多个变量的关系,因此,所用到的研究方法是控制变量法. (3)甲乙两图中,压力一接触面的粗糙程度均不相同,不符合控制变量法的要求,因此比较甲乙两图,不能得出滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关;
(4)丙图中测力计的分度值为0.2N,木块匀速运动时测力计的读数是2.4N,根据动滑轮省一半力,摩擦力应该是拉力的一倍,所以滑动摩擦力为4.8N;
(5)若某次实验时木块做加速运动,物体受力不平衡,其拉力大小摩擦力,则所测得滑动摩擦力偏大.
故答案为:(1)匀速直线; (2)控制变量法;
(3)否;没有控制压力大小相同; (4)2.4;4.8; (5)偏大.
【点评】本题考查了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,二力平衡和控制变量法的运用,弹簧测力计的读数等,属基本的实验类型.
17.(12分)某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压3V且保持不变,滑动变阻器标有“3A、5Ω”的字样,所用小灯泡是额定电压为“2.5V”和“2.2V”中的一个。
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(1)电路图如图所示,图中尚有两根导线未连接,请用笔画线代替导线补上。 (2)在连接电路中,开关应处于________状态。(填“闭合”或“断开”) (3)闭合开关前,滑动变阻器上的滑片应移到____端。(填“左”或“右”)
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点附近位置时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图,小灯泡的额定电流为____A,则该实验中所用小灯泡的额定功率为____W。继续移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出耀眼的亮光,则此时小灯泡的功率________额定功率。(填“大于”、“等于”或“小于”)
【考点】.
【专题】计算题;实验题;作图题;实验分析法;测量型实验综合题.
【分析】(1)由灯泡的额定电压确定电压表的量程,电压表与灯泡并联,注意电压表的正负接线柱,滑动变阻器选择一上一下串联在电路中. (2)连接电路时,应断开开关.
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,滑片应位于最大阻值位置处.
(4)①根据电流表的量程和分度值可知电流示数的可能值,根据欧姆定律求出此时滑动变阻器两端的电压,结合电源的电压即可判断灯泡的额定电压; ②根据P=UI求出灯泡的额定功率;
③当小灯泡两端的电压高于额定电压时,实际功率大于额定功率,此时小灯泡发出耀眼的光.
【解答】解:(1)灯泡额定电压为2.5V或2.2V,电压表选择0~3V量程,与灯泡并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.将开关左端接线柱与电流表负接线柱相连,将灯泡右端接线柱与电压表“3”接线柱相连,如图:
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(2)实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;
(3)闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处与最大阻值处,即图中的最左端,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件.
(4)①滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的一半即
,
由图可知:当电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电路中电流为0.3A时,则滑动变阻其两端的电压为U滑=0.3A×2.5Ω=0.75V,
根据串联电路电压的特点,小灯泡两端的电压为UL=U-U滑=3V-0.75V=2.25V,故灯泡的额定电压为2.2V.
②小灯泡的额定功率为P=ULI=2.2V×0.3A=0.66W;
③移动滑片时,小灯泡发出耀眼的亮光,说明小灯泡的实际功率大于额定功率. 故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)左;(4)0.3;0.66;大于.
【点评】本题考查了设计实验电路图、电路故障分析、电表读数;知道实验原理是正确作出实验电路图的前提与关键;对电表读数时,先确定电表量程与最小分度值,然后读出电表示数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
五、计算题(本大题共2小题,第18题7分,第19题8分,共15分。解题时要写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式,运算过程和结果要写明单位,只有结果、没有过程不能得分)
18.(7分)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如下,在第10s时速度达到20m/s,通过的路程为120m。 求:(1)在0~10s内汽车的平均速度。
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N,那么在O~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳。
(3)若发动机的转化效率为80%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功。(已知汽油的热值大约为5×107J/kg)
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【考点】;;.
【专题】计算题;图析法;比热容、热机、热值;长度、时间、速度;功、功率、机械效率. 【分析】(1)已知汽车通过的路程和所用时间,利用
计算汽车的平均速度.
(2)根据图象,结合二力平衡条件得出汽车做匀速直线运动时的牵引力大小,然后利用
=Fv求出功率,再利用
计算在0-10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功;
(3)根据发动机的转化功率为80%,可求得总能量,然后利用Q=mq可求得汽油质量.
【解答】解:(1)汽车的平均速度:
;
(2)由图可知,10s后汽车做匀速直线运动,速度v=20m/s, 根据二力平衡条件可得,牵引力: F=f=4000N, 则汽车的功率为:
,
所以,在0-10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是: W=Pt=8×10W×10s=8×10J; (3)由
可得:
,
由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量:
4
5
.
答:(1)在0-10s内汽车的平均速度为12m/s.
(2)在0-10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J.
(3)若发动机的转化功率为80%,则需要燃烧0.02kg汽油才能使发动机做这么多功.
【点评】此题考查速度公式及其应用、功和效率的计算、燃料的热值,以及二力平衡条件的应用,关键是根据图象,结合二力平衡条件得出汽车做匀速直线运动时的牵引力大小.
19.(8分)如图所示,设电源电压U恒定不变,R为定值电阻,R'为滑动变阻器。闭合开关,移动滑片改变变阻器阻值,记录多组电压表和电流表的示数分别为U1和I1,然后输入计算机绘
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