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实验题专项练(五)
1.(7 分)(2025 湖北荆门模拟)实验小组利用如图甲所示的装置研究网球在空中竖直下落
时,空气对它的作用力。图乙为某次实验打出的一条纸带,其中0,1,2,…,6 为选定的计数
点,相邻两计数点间还有1 个点没有画出,已知打点计时器的打点周期为T,测得1、3 两
点间的距离为x1,4、6 两点间的距离为x2,网球的质量为m,当地的重力加速度为g。
(1)在打第5 个计数点时网球的速度v= 。
(2)从打第2 个计数点到打第5 个计数点,空气对网球的冲量大小I= 。
(3)实验得到的空气对网球的冲量I 随时间变化的关系图线如图丙所示,若0~t0时间内空
气对网球的平均作用力为F1,t0时刻的作用力为F2,则F1和F2的关系为F1 (选填
“>”“<”或“=”)F2。
丙
2.(9 分)(2025 陕西汉中模拟)某款酒精检测仪如图甲所示,核心部件为酒精传感器,其电阻
R 与酒精浓度c 的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精传感器设计一款酒精检测仪,
除酒精传感器外,在实验室中找到了如下器材:
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A.蓄电池(电动势E=2 V,内阻r=0.6 Ω)
B.表头G(满偏电流6.0 mA,内阻未知)
C.电流表A(满偏电流10 mA,内阻未知)
D.电阻箱R1(最大阻值999.9 Ω)
E.电阻箱R2(最大阻值999.9 Ω)
F.开关及导线若干
(1)该同学设计的测量电路如图丙所示,为将表头G 的量程扩大为原来的10 倍,他进行了
如下操作:先断开开关S1、S2、S3,将R1、R2调到最大值。合上开关S1,将S3拨到2 处,调
节R2,使表头G 满偏,电流表A 的示数为I。此时合上开关S2,调节R1和R2,当电流表A 仍
为I 时,表头G 示数如图丁所示,此时R1为108.0 Ω,则改装电表时应将R1调为 Ω,
改装结束后断开所有开关。
(2)该同学若将图中开关S1、S2合上,而将S3拨到1 处,电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω,酒精
气体浓度为零时,表头G 的读数为 mA。
(3)完成步骤(2)后,某次在实验室中试测酒精浓度时,表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓
度在0.2~0.8 mg/mL 之间属于“酒驾”;酒精含量达到或超过0.8 mg/mL 属于“醉驾”,
则该次测试的酒精浓度属于 (选填“酒驾”或“醉驾”)范围。
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(4)蓄电池使用较长时间后,电动势降低,内阻增大,可通过调整 (选填“R1”或
“R2”),使所测的酒精气体浓度仍为准确值。
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参考答案
1.答案 (1) x2
4T
(2)6mgT+m( x1- x2)
4T
(3)<
解析 (1)由题意可知,相邻计数点间的时间间隔t=2T,根据匀变速直线运动中间时刻瞬时
速度等于该过程平均速度可得v= x2
2t = x2
4T
。
(2)同理可得打第2 个计数点的瞬时速度v'= x1
4T
,根据动量定理mg·3t-I=mv-mv',可得
从打第2 个计数点到打第5 个计数点,空气对网球的冲量大小I=6mgT+m( x1- x2)
4T
。
(3)根据I=Ft 可得F=I
t
,可知I-t 图像中图线的斜率表示力的大小,可得F1<F2。
2.答案 (1)6.0
(2)2.0
(3)醉驾
(4)R2
解析 (1)合上开关S1,将S3拨到2 处,调节R2,使表头G 满偏,电流表A 的示数为I,则表头
G 与电流表A 串联,可知I=Ig=6.0 mA,合上开关S2,调节R1和R2,当电流表A 仍为I 时,表
头G 与R1并联,由题图丁可知表头G 的示数I'=4 mA,则R1中的电流I1=I-I'=2 mA,由
I'Rg=I1R1,解得表头的内阻Rg=1
2
R1=54.0 Ω,将表头G 的量程扩大为原来的10 倍,则与表
头并联的电阻R1中的电流为IR1=(10-1)Ig=9Ig,则由IgRg=IR1R1',解得改装电表时应将R1调
为R1'=1
9
Rg=6.0 Ω。
5
(2)改装电流表的内阻为Rg'= Rg R1'
Rg+ R1' = 54×6
54 +6 Ω=5.4 Ω,由题图乙可知酒精浓度为零
时,传感器的电阻为R=80 Ω,由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流I2=
E
r + R2+ R+ Rg'=
2
0.6+14+80+5.4
A=0.02 A=20 mA,则表头G 的读数为I2'= 1
10
I2=2.0 mA。
(3)某次在实验室中试测酒精浓度时,表头指针指向5.0 mA,电路中总电流I3=10×5.0
mA=50.0 mA=0.05 A,由闭合电路欧姆定律可得I3=
E
r + R2+ R'+ Rg',解得传感器的电阻
R'=20 Ω,由题图乙可知酒精浓度为0.8 mg/mL,所以该次测试的酒精浓度属于醉驾范围。
(4)由闭合电路欧姆定律可知I=
E
r + R2+ R+ Rg',使用较长时间后,蓄电池电动势降低,
内阻增大,要想所测的酒精浓度仍为准确值,则电路中电流不变,则需要把R2调小,使电路
中总电阻减小。
