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1专题五综合检测1．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)本实验采用的科学方法是________．A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两只弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两只弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是________________________________________________________________________和________________________________________________________________________．解析：(1)由一只弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确．(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.答案：(1)F′(2)B(3)①CE②C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”2．(2015·石家庄质检)一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，把角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β(即2β＝ΔωΔt)．我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验：①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的直径d为________cm；(2)如图丙所示，纸带上A、B、C、D，…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，则打下计数点D时，圆盘转动的角速度为________rad/s，纸带运动的加速度大小为________m/s2，圆盘转动的角加速度的大小为________rad/s2.(保留三位有效数字)解析：游标卡尺读数时需注意其精度，小数点后面的0不可省；由v＝ωr知ωD＝vDr，又从纸带可求vD＝CE2T，CE则ωD＝CE2Tr≈6.48rad/s；根据Δx＝aT2可求加速度a＝AF－AD－AC6T2≈0.598m/s2；由β＝ΔωΔt，Δω＝Δvr，联立可求β＝ΔvΔtr＝ar≈9.97rad/s2.答案：(1)12.000(2)6.48(在6.48～6.50范围均视为正确)0.5989.973.(2015·温州联考)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交流电和直流电，交流电的频率为50Hz.重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律．(1)该同学进行了下面几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E．测量纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能．其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________．(填选项字母)(2)该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据纸带上的测量数据，可得出打B点时3重锤的速度为________m/s.(保留3位有效数字)(3)该同学根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以v22为纵轴、以h为横轴画出的v22－h图象，应是下列图中的________．解析：(1)要验证机械能守恒定律，需要验证12mv2＝mgh，则只需验证12v2＝gh即可，故不需要测出重锤的质量，所以没有必要进行的步骤是C.打点计时器只能使用交流电源，故操作不当的步骤是B.(2)由运动学公式可知，B点的速度为vB＝xAC2T＝（21.68－14.31）×10－22×0.02m/s≈1.84m/s.(3)由关系式12v2＝gh可知，12v2－h图象应是过原点的倾斜直线，故选C.答案：(1)CB(2)1.84(3)C4．当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化．某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U，得到如下表所示的数据．I(A)0.120.220.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0～10Ω)、电源、小灯泡、开关和导线若干．(2)在图示坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V，电阻是2.0Ω的电源两端，利用上面的U－I曲线可求出小灯泡的实际功率是________W，电源效率为______．(结果保留两位有效数字)4解析：(1)数据范围大，应采用分压式接法，灯丝电阻较小，采用电流表外接法．(2)图象如答案图乙中曲线所示，由图象得灯丝电阻随发光亮度增加而变大．(3)小灯泡和电源串联的电路如图丙所示，作出U＝E－Ir的图线如答案图乙中倾斜直线，根据两图线交点的物理意义可知，此时电源和灯泡的电流为0.35A，灯泡工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P＝UI＝0.28W．电源效率为η＝UIEI×100%＝53%.答案：(1)如图甲所示(2)如图乙中曲线所示灯丝电阻随发光亮度增加而变大(3)0.2853%5．某同学用如图甲所示的原理图测定一节干电池的电动势和内阻，图中定值电阻R0＝5Ω，分析下列问题：(1)把多用电表的选择开关旋到直流电压挡的“10V”挡，并粗测这节干电池的电动势，测得的结果如图乙的实线所示，则测得的电动势为E＝________V.(2)实验中用多用电表来替代电流表，根据图甲将图丙中的实物图连接好．(3)请完成下列主要实验步骤；A．将滑片P调至________端(选填“a”或“b”)，并将多用电表的选择开关旋到直流电流挡的最高直流电流挡位“100mA”挡．B．闭合开关K，移动滑片P，并同时调节多用电表的选择开关，直到选到恰当的直流电流挡位为止．C．调节滑动变阻器的滑片，读出相应的电压及电流大小．若实验中选择开关旋到直流电流挡“100mA”挡位，某次实验中多用电表的指针如图乙中的虚线所示，此时的电流I＝________mA.5D．根据实验数据最后得到了如图丁所示的U－I图象，根据图象和电路的结构可求得电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.解析：(1)由题图乙可知测得的电源电动势E＝1.4V.(2)所连接的实物电路图如图所示．(3)A.滑动变阻器在作限流器使用时一开始要以阻值最大的形式接入，因此滑片一开始应处于a端．C．由于选择开关旋到直流电流挡“×100mA”挡位，多用电表的指针如题图乙中的虚线所示，此时的电流I＝40mA.D．根据U－I图象的物理意义可知电池的电动势为E＝1.48V，将R0看成是电源的内阻，则等效电源的内阻为：r＝ΔUΔI＝1.48－0.800.072Ω＝9.4Ω因此电池的内阻为r0＝r－R0＝4.4Ω.答案：(1)1.4(2)如解析图所示(3)A.aC．40D．1.48(1.47～1.50均可)4.4(4.2～4.6均可)6．为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路．ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，滑片P与电阻丝接触始终良好．(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm.6(2)实验时闭合开关，调节P的位置，记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据，如下表：x(m)0.100.200.300.400.500.60U(V)1.501.721.892.002.102.18I(A)0.490.430.380.330.310.28U/I(Ω)3.064.004.976.066.777.79①请根据表中数据在图丙上描点连线作U－I关系图线，根据该图象，可得电源的电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.②根据表中数据作出UI－x关系图象如图丁所示，利用该图象，可求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m(保留两位有效数字)．③图丁中UI－x关系图线纵截距的物理意义是________________．解析：(2)①根据表中数据在题图丙上描点连线作U－I关系图线，图象如答案图所示，根据该图象，可得电源的电动势E＝3.00V，内阻r＝1.00Ω.②由电阻定律，R＝ρxS，由欧姆定律，R＋RA＝UI.联立解得UI＝ρxS＋RA，所以UI－x关系图象斜率k＝ρS.因k＝10Ω/m，S＝πd24＝4π×10－8m2，解得ρ≈1.3×10－6Ω·m.③图丁中UI－x关系图线纵截距的物理意义是电流表内阻，RA＝2.0Ω.答案：(1)0.400(0.398～0.402均可)(2)①如下图，3.00(2.98～3.02)1.00②1.3×10－6或1.2×10－6③电流表的内阻(为2.0Ω)7