Question

【題目】小明所在的實驗小組在實驗室完成以下三個實驗
（1）如圖所示，將一根細(xì)線上端固定，下端系上一小鐵球，該裝置便是“單擺”，實驗小組用該“單擺”探究“物體動能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”，將鐵球從某一高度由靜止釋放，鐵球擺到豎直位置時，撞擊水平面的木塊，將木塊撞出一段距離．

①本實驗中，鐵球動能的大小是通過觀察來判斷的．
②如圖甲、乙所示，將質(zhì)量為m1、m2的小球分別移動到與豎直方向成θ1角時放手， m2＞m1 ， 兩個小球運動到B點時速度相同，此時撞擊放在水平面上的同一木塊，木塊被撞后在水平方向移動的距離如圖所示．則單擺的運動速度與鐵球的無關(guān)，由甲、乙兩圖可得出結(jié)論：物體的運動速度相同時，越大，動能越大．
③如圖丙所示，將質(zhì)量為m2的鐵球移動到與豎直方向成θ2角時放手，∠θ2＞∠θ1 ， 鐵球運動到B點時撞擊同一木塊，比較兩圖可得出結(jié)論：物體的質(zhì)量相同時，速度越快，動能越大．
（2）實驗小組利用“替代法”測量一�；ㄉ�米的密度，實驗過程中如圖所示．

①如圖甲，選擇一粒飽滿的花生米放入裝有適量水的透明燒杯中，花生米下沉至杯底．
②如圖乙，往燒杯中逐漸加鹽并充分?jǐn)嚢�，直至觀察到花生米處于狀態(tài)，隨即停止加鹽．
③如圖丙，取出花生米，用調(diào)好的天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為g；
④將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中，用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量為88g，如圖丁示，用量筒測出鹽水的體積為mL．
⑤通過公式計算出鹽水的密度即可知花生米的密度，本實驗中花生米的密度為g/cm3 ．
（3）在“測定小燈泡電阻”的實驗中（所用燈泡的額定電壓為2.5V）

①小明采用圖甲所示的方案，測量時發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是； 排除故障后，調(diào)節(jié)滑片到一定位置后電壓表的示數(shù)為2.0V，要測量小燈泡正常工作時的電阻，應(yīng)該把滑片向（填“左”或“右”）移動直到電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常工作的電阻為Ω。
②小剛因為電流表損壞，他們設(shè)計了如圖丙所示的電路圖（其中電源電壓未知，定值電阻的阻值用R0表示）測量小燈泡正常工作時的電阻，請你幫他們完成實驗：先將開關(guān)S2撥到位置2，移動滑片P使電壓表示數(shù)U1=；再保持不動，將開關(guān)S2撥到位置1，讀出電壓表示數(shù)U2 ， 則小燈泡正常工作時的電阻RL的表達(dá)式為（請用題目中的符號表示所需的物理量）。

Answer 1

【答案】
（1）木塊移動的距離；質(zhì)量；質(zhì)量；乙丙
（2）懸�。�141；50；1.06
（3）燈泡斷路；左；6.25；2.5V；滑片位置；
【解析】（1）①因為動能不同的鐵球撞擊木塊時，木塊移動的距離不同，所以鐵球動能的大小是通過觀察木塊移動的距離來判斷的；
②質(zhì)量為m1、m2的小球分別移動到與豎直方向成θ1角時放手， m2＞m1 ， 兩個小球運動到B點時速度相同，所以單擺的運動速度與鐵球的質(zhì)量無關(guān)；
∵m2＞m1 ， v1=v2 , 由甲、乙兩圖知 S2＞S1 ∴物體的運動速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大；
③將質(zhì)量為m2的鐵球移動到與豎直方向成θ2角時放手，∠θ2＞∠θ1 ， v2＞v1,由乙、并兩圖知S3＞S2 ， 所以物體的質(zhì)量相同時，速度越快，動能越大。
（2）②∵花生米停留在鹽水中，∴花生米處于懸浮狀態(tài)；
③∵物體的質(zhì)量等于天平右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼的質(zhì)量，∴m=120g+20g+20g+1g=141g;
④直接讀出量筒中鹽水的體積V=50ml;
⑤ρ鹽水==1.06g/cm3,∵花生米懸浮在鹽水中，根據(jù)物體的浮沉條件，花生米的密度和鹽水的密度相同。
（3）①根據(jù)燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0判斷電路時斷路，又因為電壓表示數(shù)約為6V，所以是和電壓表并聯(lián)的燈泡出現(xiàn)斷路；燈泡的額定電壓為2.5V，
而調(diào)節(jié)滑片到一定位置后電壓表的示數(shù)為2.0V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律要減小滑動變阻器兩端的電壓就要減小其電阻，所以應(yīng)該把滑片向左移動；
R==6.25Ω;
②∵要測測量小燈泡正常工作時的電阻，∴燈泡兩端的電壓要等于其額定電壓2.5V；此時要保持燈泡兩端的電壓不變，∴要保持滑動變阻器的滑片不動；
∵R0和燈泡串聯(lián)，∴U0=U2-U1 ， IL=I0 ,
,RL= 。