8分钟精准训练(四)
1．(5分)如图甲是某同学设计的测定动摩擦因数的实验装置示意图。将上表面水平的长木板固定在水平桌面上，轻弹簧右端固定在长木板的C处，左端连一木块，木块上方固定有窄片P，当弹簧处于原长时，木块在A点处，用以测量窄片的遮光时间的光电门(图中未画)固定在A点。第一次，将木块向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放，木块通过A处时记下窄片的遮光时间t1，测出木块的质量m1；第二次，在木块上增加砝码后，向右压缩弹簧使木块再次移到B点处并由静止释放，木块通过A处时记下窄片的遮光时间t2，测出木块和砝码的总质量m2；如此重复多次实验。重力加速度大小为g，请回答下列问题。
(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数μ，实验中除了测量窄片的宽度d，还需要测量的物理量有__A、B两点间的距离x__。(写出物理量名称及其表示符号)
(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数随木块质量的倒数变化的关系图象，如图乙所示，根据图象，求得木块与长木板间的动摩擦因数μ＝ ；同时还能根据图象求出木块从B点运动到A点的过程中，弹簧弹力对木块做的总功W弹＝ 。(用含a、b、d、g及需要测量的物理量符号表示)
[解析] 木块通过A点时的速度大小v＝ ，t为窄片通过光电门的遮光时间，木块从B点运动到A点的过程，根据动能定理有W弹－μmgx＝mv2，得＝·－，结合题图乙得＝a，＝，解得μ＝，W弹＝，可见为测量μ，还需要测量A、B两点间的距离x。
2．(10分)有位同学想用一个量程为2 mA、内阻约100 Ω的电流表
和一个热敏电阻RT组装成电子温度计，可供选择的实验器材有：
A．电源E1(电动势3 V，内阻为1 Ω)
B．纽扣电池E2(电动势1.35 V，内阻1 Ω)
C．标准电压表
(量程0～3 V，内阻6 kΩ)
D．标准电阻箱R1(最大阻值999.9 Ω)
E．标准定值电阻(阻值475 Ω)
F．标准定值电阻(阻值2 kΩ)
C．滑动变阻器R0(阻值0～2 kΩ)
H．单刀双掷开关S及导线若干
(1)①为了组装温度计，必须先准确测定电流表的内阻rg。该同学设计图甲所示电路来测量rg。①将滑动变阻器R0调到最大阻值，开关S接位置a，调节R0，使标准电压表有适当的示数U。
②保持滑动变阻器R0滑动触头位置不变，将R1阻值调到100 Ω，开关S接位置b，再调节R1，使标准电压表示数恢复到U，此时电阻箱示数如图乙所示，则电流表的内阻rg＝
__99.6__Ω。
(2)对照热敏电阻RT型号查询得知，该电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值与温度的关系如下表所示：
|
T/℃
|
－20.0
|
0
|
20.0
|
40.0
|
60.0
|
80.0
|
100.0
|
|
RT/Ω
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6 175.0
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2 800.0
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1 155.0
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550.0
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300.0
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170.0
|
100.0
|
①要求用纽扣电池、电流表
、定值电阻R和热敏电阻RT组装成测量温度最高为100 ℃的电子温度计，该同学已经将电路连接好，如图丙，其中定值电阻R选用__E__(填“E”或“F”)；
②若要求在电流表表盘上刻上温度示数，则“0.20 mA”“0.40 mA”和“1.20 mA”分别对应温度__－20.0__℃、__0__℃__40.0__℃。
[解析] (1)②电压表串联在电路中，当作电流表使用，当单刀双掷开关分别接a、b且电压表示数相同时，表明电流表内阻rg与电阻箱R1阻值相同，故rg＝R1，由题图乙可读出示数为99.6 Ω。
(2)①当温度计示数最大时，回路总电阻R总＝＝675 Ω，因此定值电阻R＝R总－rg－RT－1 Ω＝474.4 Ω，所以选E。②“0.20 mA”“0.40 mA”和“1.20 mA”分别对应热敏电阻阻值为RT1＝(－475－99.6－1) Ω＝6 174.4 Ω、RT2＝(－475－99.6－1) Ω＝2 799.4 Ω、RT3＝(－475－99.6－1) Ω＝2 799.4 Ω、RT3＝(－475－99.6－1) Ω＝549.4 Ω。对应题表中数据可知温度分别为“－20.0 ℃”“0 ℃”和“40.0 ℃”。
