9.(5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘:一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)示数,其读数为3.775cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为53.7N/m(保留3位有效数字)。
【考点】M7:探究弹力和弹簧伸长的关系
【专题】13:实验题;23:实验探究题;32:定量思想;43:推理法.
【分析】先读出游标卡尺主尺的读数,然后读出与主尺对齐的刻度线,即可根据游标的分度为0.05mm得到分度尺读数,从而相加得到游标卡尺读数;
根据两次游标卡尺读数得到添加砝码后弹簧伸长量的增量,从而由弹簧弹力增量和伸长量的增量得到劲度系数。
【解答】解:图(b)中主尺读数为3.7cm,游标卡尺的读数为0.05mm×15=0.75mm,故读数为3.7cm+0.75mm=3.775cm;
由题意可得:托盘内放质量m=0.100kg的砝码,弹簧伸长量△x=3.775cm﹣1.950cm=1.825cm;
根据受力分析可得:mg=k△x,故弹簧的劲度系数;
故答案为:3.775;53.7。
【点评】游标卡尺的分度尺刻线为n(10,20,50)时,游标的分度为1/n(mm),那么,游标读数根据对齐的刻度线和分度相乘求得;主尺读数为零刻度线前一刻线的读数。
10.(10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃.将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0:保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃,实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃25.030.040.050.060.070.080.0
R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0
回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到b(填“a”或“b”)端;
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2﹣t曲线;
(3)由图(b)可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得RT=450Ω;
(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为620.0Ω,则手心温度为33.0℃。
【考点】N5:描绘小电珠的伏安特性曲线
【专题】13:实验题;23:实验探究题;31:定性思想;46:实验分析法;535:恒定电流专题.
【分析】(1)根据实验原理图以及实验安全性要求可明确滑片对应的位置;
(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)根据作出的图象进行分析,由图可找出对应的电阻值;
(4)根据电阻箱的读数方法可明确对应的电阻值,再根据图象确定对应的温度。
【解答】解:(1)由图可知,滑动变阻器采用限流接法,实验开始时应让电路中电流最小,所以滑动变阻器接入电阻应为最大,故开始时滑片应移动到b端;
(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)由图b可知,当t=44.0℃时,对应在的坐标约为450Ω;可得:RT=450Ω;
(4)根据电阻箱的读数方法可知,电阻箱的读数为:6×100+2×10=620.0Ω,由图可知对应的温度为33.0℃;
故答案为:(1)b;(2)如图所示;(3)450.0(440.0﹣460.0);(4)620.0;33.0。
【点评】本题考查电学中描绘图象和应用图象的能力,只需要明确图象的基本性质即可正确解答,是历年高考电学实验中较为简单的一题。
11.(12分)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动,爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量。求
(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;
(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
【考点】1N:竖直上抛运动;6C:机械能守恒定律