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全国通用版2019高考物理总复习优编增分练11

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                                        2018  年(全国Ⅰ卷)实验题考点排
                                    查练

              题号                  22                     23
              考点          测定弹簧的劲度系数            探究热敏电阻的温度特性

                   
22.(2018·四川省第二次“联测促改”)某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系,做了
如下实验:


                                     图 1
①如图   1 所示,将白纸固定在制图板上,橡皮筋一端固定在                     O 点,另一端    A 系一小段轻绳
(带绳结);将制图板竖直固定在铁架台上.

②将质量为     m=100  g 的钩码挂在绳结上,静止时描下橡皮筋下端点的位置                      A0;用水平力拉

A 点,使   A 点在新的位置静止,描下此时橡皮筋端点的位置                   A1;逐步增大水平力,重复
5 次……

③取下制图板,量出         A1、A2……各点到     O 点的距离    l1、l2……;量出各次橡皮筋与           OA0 之间

的夹角   α1、α2……
                 1
④在坐标纸上作出cos α-l        的图象如图     2 所示.
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                                     图 2
完成下列填空:

(1)已知重力加速度为        g,当橡皮筋与      OA0 间的夹角为    α 时,橡皮筋所受的拉力大小为
________(用 g、m、α   表示).

                    2
(2)取 g=10        m/s ,由图可得橡皮筋的劲度系数            k=________N/m,橡皮筋的原长        l0=
________m.(结果保留     2 位有效数字)
         mg
答案 (1)cos α (2)100 0.21
                                                                   mg

解析 (1)橡皮筋拉力沿竖直方向的分力大小等于重力,即                       FTcos α=mg,FT=cos α;
                                  mg              1    k   kl0

(2)根据胡克定律,FT=k(l-l0),FT=cos α,联立解得:cos α=mgl-mg,斜率为
      1.6-1         k     k

22.6-22.0 × 10-2=mg=0.1  × 10,解得  k=100 N/m,橡皮筋的原长        l0=0.21 m.

23.(2018·湖南省常德市模拟)某实验小组设计了如图                   3 甲所示的电路,其中        RT 为热敏电

阻,电压表量程为        6 V,内阻   RV 约 10 kΩ,电流表量程为       0.5 A,内阻    RA=4.0 Ω,R   为电
阻箱.


                                     图 3
(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关,调节
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电阻箱,记录不同情况下电压表示数               U1、电流表的示数       I 和电阻箱的阻值       R,在  I-U 坐标

系中,将各组      U1、I 的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线如图乙中
的曲线所示.为了完成该实验,应将导线                 c 端接在________(选填“a”或“b”)点;

(2)利用(1)中记录的数据,通过分析计算可得外电路的电压                      U2=______________(用 U1、

I、R 和  RA 表示);

(3)实验小组利用(2)中的公式,计算出各组的                U2,将  U2 和 I 的数据也描绘在      I-U 坐标系中,
如图乙中的直线所示,根据图象分析可知,电源的电动势                        E=________V,内电阻     r=
________Ω;
(4)实验中,当电阻箱的阻值调到            3.0  Ω 时,热敏电阻消耗的电功率            P=________W.(保留
两位有效数字)

答案 (1)a (2)U2= U1+I(R+RA) (3)6.0 3.0 (4)0.80(0.77~0.83        均可)
解析 (1)采用伏安法测电阻,由题图乙可知热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以采用
电流表外接法,故导线          c 应接在  a 点.

(2)根据电路串并联规律可知外电压为:U2=U1+I(R+RA)
(3)当 I=0 时,根据题图乙得        E=6.0      V,而直线斜率倒数的绝对值等于内电阻,则                   r=
6.0-4.5
  0.5  Ω=3.0 Ω.

(4)把电流表、电阻箱、电源作为等效电源,等效电源内阻为:r0=3.0                           Ω+4.0    Ω+3.0 
Ω=10 Ω;在     I-U 图象中作等效电源的伏安特性曲线,如图所示,与热敏电阻的伏安特曲
线的交点坐标(4.0,0.2),所以热敏电阻的电功率为:P=UI=4.0×0.2 W=0.80 W.
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