甲
(2)某同學(xué)課后想利用身邊的器材再做一遍“用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取钡膶?shí)驗(yàn)。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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)過程中他先將金屬塊用細(xì)線系好,結(jié)點(diǎn)為M,將細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)。
②利用刻度尺測(cè)出OM間細(xì)線的長(zhǎng)度l作為擺長(zhǎng),利用手機(jī)的秒表功能測(cè)出金屬塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T。
③在測(cè)出幾組不同擺長(zhǎng)l對(duì)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(cè)量值為 m/s2。(π取3.14。計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)相比于實(shí)驗(yàn)室作出的T2-l圖像,該同學(xué)在家做實(shí)驗(yàn)的T2-l圖像明顯不過原點(diǎn),其中橫軸截距絕對(duì)值的意義為 。
答案 (1)D
(2)9.86
(3)金屬塊重心與M點(diǎn)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(dòng)時(shí)擺長(zhǎng)不變化,擺線應(yīng)用不易形變的細(xì)絲線,懸點(diǎn)應(yīng)該用鐵夾來固定。故選D。
(2)設(shè)M點(diǎn)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(cè)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(duì)值的意義為M點(diǎn)到重心的距離。
2.(7分)(2024廣東二模)某實(shí)驗(yàn)興趣小組,根據(jù)以下器材想要精確測(cè)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(dòng)勢(shì)9 V,內(nèi)阻忽略不計(jì))
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(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0~10 Ω)
E.滑動(dòng)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(gè),導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,要求電表示數(shù)至少要達(dá)到量程的13,同時(shí)方便電路調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 ,實(shí)驗(yàn)所需的另一個(gè)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(hào));
(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(3)將電壓表V1的示數(shù)記為U1,將另一個(gè)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(cè)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(dòng)變阻器選總阻值小的R1,即選擇D;電流表因?yàn)榱砍烫?無法使用,因此另一個(gè)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(gè)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(shí)驗(yàn)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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