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1、
實(shí)驗(yàn)題仿真2021·Ⅰ卷高考模擬演練
22.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的實(shí)驗(yàn)中,利用DIS實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)中勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)裝置中的P為光電傳感器,接上數(shù)據(jù)采集器,可測(cè)定擺錘在某一位置(如圖甲中A、B、C、D點(diǎn))的瞬時(shí)速度,利用計(jì)算機(jī)分析,可得擺錘在該位置的動(dòng)能。
甲
乙
(1)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒,還需要直接測(cè)量的物理量有______________。
(2)為了比照研究,實(shí)驗(yàn)中將擺錘換成泡沫小球,某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù),用Excel分析得到的泡沫小球速度與高度關(guān)系的圖像如圖乙所示,泡沫小球從A點(diǎn)擺到D點(diǎn)的過(guò)程中,速度_______
2、_________,變化的原因是________________________________。
解析 (1)擺錘運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能與動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,數(shù)據(jù)采集器測(cè)定擺錘瞬時(shí)速度,要確定擺錘的重力勢(shì)能,就必須測(cè)定擺錘在對(duì)應(yīng)點(diǎn)的高度。(2)由圖乙知,泡沫小球從A點(diǎn)由靜止出發(fā),在擺到D點(diǎn)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的速度最大,因此泡沫小球從A點(diǎn)擺到D點(diǎn)的過(guò)程中,速度先增大后減??;泡沫小球在擺動(dòng)過(guò)程中,由于質(zhì)量較小,其所受空氣阻力與重力相比不可忽略,故泡沫小球的運(yùn)動(dòng)速度先增大后減小。
答案 (1)A、B、C、D四點(diǎn)的高度
(2)先增大后減小 泡沫小球受到的空氣阻力不可忽略
23.(2021·
3、河南開(kāi)封第三次模擬)某同學(xué)要把電壓表改裝成可直接測(cè)量壓力的儀表,設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)器材如下:待改裝電壓表(量程0~3 V,可視為理想電壓表),定值電阻R0,壓敏電阻Rx,電源(4 V,內(nèi)阻不計(jì)),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線。選用的壓敏電阻阻值Rx隨壓力F變化的規(guī)律如圖乙。
甲 乙
(1)實(shí)驗(yàn)中隨著壓力F的增大,電壓表的示數(shù)____________。(填“變大〞“不變〞或“變小〞)
(2)為使改裝后儀表的量程為0~160 N,且壓力160 N對(duì)應(yīng)電壓表3 V刻度,那么定值電阻阻值R0=________ Ω,壓力0 N對(duì)應(yīng)電壓表________ V刻度。
(3)他發(fā)現(xiàn)這樣改
4、裝后的儀表壓力刻度分布不均勻,想進(jìn)一步把(2)中的壓力刻度改成均勻分布,應(yīng)選用另一壓敏電阻,其阻值Rx與壓力F變化關(guān)系式為_(kāi)_______。
解析 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電壓表的示數(shù)U=E,由題圖乙可知,壓力越大Rx越小,U越大,故電壓表的示數(shù)變大。
(2)由題圖乙可知, 當(dāng)F1=160 N時(shí),Rx1=80 Ω,此時(shí)電壓表的示數(shù)U1=3 V,由U1=E,得R0=Rx1= Ω=240 Ω;由題圖乙可知,當(dāng)F2=0 N時(shí),Rx2=400 Ω,此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2=E= V=1.5 V,可見(jiàn)壓力0 N對(duì)應(yīng)電壓表1.5 V刻度。(3)為了使壓力刻度分布均勻,另選用的壓敏電阻仍要滿(mǎn)足量程為0~160 N,F(xiàn)=0 N標(biāo)在1.5 V刻度,F(xiàn)=160 N標(biāo)在3 V刻度。由于電壓表的電壓刻度是均勻分布的,所以電壓和壓力一定要滿(mǎn)足線性關(guān)系,設(shè)U=kF+b,由F1=0 N時(shí)、U1=1.5 V,F(xiàn)2=160 N時(shí)、U2=3 V,可得b=1.5,k=,即U=F+1.5,又U=E=,解得Rx=-240。
答案 (1)變大 (2)240 1.5
(3)Rx=-240
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