甲
(2)某同學(xué)課后想利用身邊的器材再做一遍“用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取钡膶嶒?。家里沒有合適的擺球,于是他找到了一塊外形不規(guī)則的小金屬塊代替小球進行實驗。
①如圖乙所示,實驗過程中他先將金屬塊用細線系好,結(jié)點為M,將細線的上端固定于O點。
②利用刻度尺測出OM間細線的長度l作為擺長,利用手機的秒表功能測出金屬塊做簡諧運動的周期T。
③在測出幾組不同擺長l對應(yīng)的周期T的數(shù)值后,他作出的T2-l圖像如圖丙所示。
④根據(jù)作出的圖像可得重力加速度的測量值為 m/s2。(π取3.14。計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)相比于實驗室作出的T2-l圖像,該同學(xué)在家做實驗的T2-l圖像明顯不過原點,其中橫軸截距絕對值的意義為 。
答案 (1)D
(2)9.86
(3)金屬塊重心與M點間距離
解析 (1)根據(jù)單擺理想模型可知,為減小空氣阻力的影響,擺球應(yīng)采用密度較大,體積較小的鐵球,為使單擺擺動時擺長不變化,擺線應(yīng)用不易形變的細絲線,懸點應(yīng)該用鐵夾來固定。故選D。
(2)設(shè)M點到重心的距離為r,根據(jù)周期公式T=2πl(wèi)+rg可得T2=4π2g(l+r),故該圖像的斜率為k=4π2g=499-(-1)×102=4,由此得出重力加速度的測量值為g=9.86 m/s2。
(3)令T2=4π2g(l+r)=0,解得l=-r,所以橫軸截距絕對值的意義為M點到重心的距離。
2.(10分)(2024廣東二模)某實驗興趣小組,根據(jù)以下器材想要精確測量電壓表V1的內(nèi)阻,其量程為3 V,內(nèi)阻大約為2 kΩ,除此以外提供的器材有:
A.電源E(電動勢9 V,內(nèi)阻忽略不計)
B.電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約為5 kΩ)
C.電流表A1(量程0.6 A,內(nèi)阻約為5 Ω)
D.滑動變阻器R1(阻值范圍為0~10 Ω)
E.滑動變阻器R2(阻值范圍為0~1 500 Ω)
F.定值電阻R3=5 kΩ
G.定值電阻R4=500 Ω
H.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干
(1)實驗過程中,為減小實驗誤差,要求電表示數(shù)至少要達到量程的13,同時方便電路調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)選擇 ,實驗所需的另一個電表應(yīng)選擇 ,定值電阻應(yīng)選擇 (均選填器材前的字母代號);
(2)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖;
(3)將電壓表V1的示數(shù)記為U1,將另一個電表的示數(shù)記為X2,將所選定值電阻的阻值記為R,在獲得多組U1、X2的值后建立坐標(biāo)系,繪制X2-U1圖像,擬合得到線性圖像的斜率為k,則電壓表V1的內(nèi)阻RV= (用k、R)表示。
答案 (1)D B F
(2)見解析圖
(3)Rk-1
解析 (1)為了精確測量和方便電路調(diào)節(jié),電路控制部分應(yīng)該采用分壓接法,因此滑動變阻器選總阻值小的R1,即選擇D;電流表因為量程太大,無法使用,因此另一個電表應(yīng)該選擇V2,即選擇B;由于V1、V2兩者量程差別較大,為了能夠更好使用,需要給V1串聯(lián)一個分壓電阻,再和V2并聯(lián),根據(jù)電壓分配關(guān)系,分壓電阻選擇R3,即定值電阻應(yīng)選擇F。
(2)根據(jù)(1)問分析,實驗電路圖如圖所示。
(3)根據(jù)歐姆定律有X2-U1R·RV=U1,整理得X2=RV+RRVU1,
可知X2-U1圖像的斜率為k=RV+RRV,可得RV=Rk-1。

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