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1、非选择题定时训练14(限时：60分钟)三、实验题13(2019福建泉州市5月第二次质检)某同学做验证向心力与线速度关系的实验装置如图1所示，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球钢球静止时刚好位于光电门中央主要实验步骤如下：图1用游标卡尺测出钢球直径d；将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L; 将钢球拉到适当的高度处静止释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v_，向心力表达式F向m_；(2)钢球经过光电门时所受合力的表达式F合_；(3)若在
2、实验误差允许的范围内F向F合，则验证了向心力与线速度的关系该实验可能的误差有：_.(写出一条即可)答案(1)(2)F2F1(3)摆线的长度测量有误差解析(1)钢球的直径为d，遮光时间为t，所以钢球通过光电门的速度：v，根据题意知，钢球圆周运动的半径为：RL，钢球质量：m，向心力表达式：F向m.(2)钢球经过光电门时只受重力和细线的拉力，由分析可知，钢球通过光电门时，细线的拉力最大，大小为F2，故所受合力为F合F2F1.(3)根据向心力表达式知，可能在测量摆线长度时存在误差14(2019河南顶级名校第四次联测)某同学将一只量程为100A的灵敏电流计改装成电流表和两个量程的电压表改装后的电路图如图
3、2甲所示图中G表示灵敏电流计，Ra、Rb和Rc是三个定值电阻，K是选择开关，可以分别置于a、b、c位置，从而实现多功能测量图2(1)首先根据如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内阻先将R的阻值调至最大，闭合S1，调节R的阻值，使G的指针偏转到满刻度，然后闭合S2，调节R的阻值，使G的指针_，此时，就认为电阻箱R的读数等于G的内阻由于半偏法实验原理不完善导致G的内阻测量值比真实值偏_(填“大”或“小”)(2)若用半偏法测得G的内阻为900.选择开关置于a时，构成量程为01mA的电流表，则电阻Ra阻值应为_；选择开关置于b时，构成量程为01V的电压表，则电阻Rb阻值应为_；选择开关置于c时，
4、构成量程为03V的电压表，则电阻Rc阻值应为_.(3)半偏法测量G内阻的误差又会导致改装成的电流表、电压表测量结果_(填“偏大”或“偏小”)答案(1)半偏小(2)1009102910(3)偏小解析(1)半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，先将R的阻值调至最大，闭合S1，调节R的阻值，使G的指针偏转到满刻度；第三步，闭合S2，调节R的阻值，使G的指针半偏，记下电阻箱读数，此时电阻箱R的读数等于G的内阻；实际上电阻箱并入后的电路的总电阻减小了，干路电流增大了，灵敏电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过灵敏电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于灵敏电流计的电阻，所以，该测量值略小于实
5、际值；(2)选择开关置于a时，构成量程为01mA的电流表，则电阻Ra阻值应为Ra100；选择开关置于b时，构成量程为01V的电压表，则电阻Rb阻值应为Rb910；选择开关置于c时，构成量程为03V的电压表，则电阻Rc阻值应为Rc2910；(3)半偏法测量G的内阻时，测量值略小于实际值，改装成电流表时的并联电阻偏小，实际量程大于所要改装的电流表的量程；改装成电压表时的串联电阻偏大，其实际量程也大于所要改装的电压表的量程，用它们测量结果偏小四、计算题15.(2019甘肃省最后一次联考)课间，小白同学在足够大的水平桌面上竖直放置了一块直角三角板，如图3，然后将一长L15cm的直尺靠在三角板上刻度h1
6、9cm处的A点，下端放在水平桌面上的B点，让另一同学将一物块从直尺顶端由静止释放，最终物块停在水平桌面上的C点(图中未画出)，测得B、C间的距离x113cm.改变直尺一端在三角板上放着点的位置，物块仍从直尺顶端由静止释放，物块在水平桌面上停止的位置离三脚板底端O的距离x会发生变化已知物块与水平桌面间的动摩擦因数10.6，物块运动过程中三角板和直尺均静止不动，不计物块通过B点时的机械能损失图3(1)求物块与直尺间的动摩擦因数2；(2)改变直尺一端在三角板上放置点的位置，求物块从直尺顶端由静止释放后在水平桌面上停止的位置离三角板底端O的最大距离xm.答案(1)0.1(2)cm解析(1)设ABO，对
7、物块，由能量守恒定律可知mgh12mgcosL1mgx1由几何关系可知cos解得物块与直尺之间的动摩擦因数20.1.(2)设直尺与水平方向的夹角为，由能量守恒定律可知，mgh2mgcosL1mgx2hLsin物块在水平桌面上停止的位置离三角板底端O的距离xLcosx2代入数据可得x25(sincos) cm可得最大距离xm25cmcm16.(2019湖北宜昌市四月调研)如图4所示，在倾角为的斜面上，固定有间距为l的平行金属导轨，现在导轨上，垂直导轨放置一质量为m的金属棒ab，整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨与电动势为E、内阻为r的电源连接，金属棒ab与导轨间
8、的动摩擦因数为，且tan，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，金属棒和导轨电阻不计，现闭合开关，发现滑动变阻器接入电路阻值为0时，金属棒不能静止图4(1)判断金属棒所受的安培力方向；(2)求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值R1和最大阻值R2.答案(1)平行于斜面向上(2)rr解析(1)由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上(2)当使金属棒保持静止的滑动变阻器R阻值最小为R1时，金属棒所受安培力为最大值F1，所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，则由平衡条件得FN1mgcosF1mgsinFfmaxFfmaxFN1由闭合电路欧姆定律有：I1，安
9、培力F1BI1l联立以上各式解得滑动变阻器R的最小值为R1r当使金属棒保持静止的滑动变阻器R阻值最大为R2时，金属棒所受安培力为最小值F2，所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，同理可得F2mgsinmgcos由闭合电路欧姆定律有，I2，安培力F2BI2l联立以上各式解得滑动变阻器R的最大值为R2r.17.如图5所示，水平桌面上质量为m的薄木板右端叠放着质量也为m的小物块，木板长为L，整体处于静止状态已知物块与木板间的动摩擦因数为，木板与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.图5(1)若使木板与物块一起以初速度v0沿水平桌面向右运动，求木板向右运动的最大距离
10、s0；(2)若对木板施加水平向右的拉力F，为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动，求拉力F应满足的条件；(3)若给木板施加大小为F3mg、方向沿水平桌面向右的拉力，经过时间t0，撤去拉力F，此后运动过程中小物块始终未脱离木板，求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W.答案(1)(2)F(3)1.95m(gt0)2解析(1)对木板和物块组成的系统，由动能定理得：2mgs002mv解得：s0.(2)设使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动的最小拉力为Fmin，最大拉力为Fmax则：Fmin2mg对系统：Fmax2mamax对物块：mgmamax解得：Fmax则要使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动，需满足，所以物块与木板之间发生相对滑动物块的加速度：a1g撤去拉力F时物块的速度：v1a1t0gt0对木板：Fmgma2得：a2g撤去拉力F时木板的速度：v2a2t0gt0撤去拉力F后木板的加速度：a3g设撤去拉力F后，再经过时间t1，物块与木板达到共同速度v，之后再经过时间t2，木板停止滑行则：va1(t0t1)a2t0a3t1得：t1t0；vgt0达到共同速度后：2mg2ma4加速度：a4gt2t0木板运动的总位移：st1t23.9gt木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功：W2mg3.9gt1.95m(gt0)2.