Question

【题目】小明所在的实验小组在实验室完成以下三个实验
（1）如图所示，将一根细线上端固定，下端系上一小铁球，该装置便是“单摆”，实验小组用该“单摆”探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”，将铁球从某一高度由静止释放，铁球摆到竖直位置时，撞击水平面的木块，将木块撞出一段距离．

①本实验中，铁球动能的大小是通过观察来判断的．
②如图甲、乙所示，将质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手， m2＞m1 ， 两个小球运动到B点时速度相同，此时撞击放在水平面上的同一木块，木块被撞后在水平方向移动的距离如图所示．则单摆的运动速度与铁球的无关，由甲、乙两图可得出结论：物体的运动速度相同时，越大，动能越大．
③如图丙所示，将质量为m2的铁球移动到与竖直方向成θ2角时放手，∠θ2＞∠θ1 ， 铁球运动到B点时撞击同一木块，比较两图可得出结论：物体的质量相同时，速度越快，动能越大．
（2）实验小组利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程中如图所示．

①如图甲，选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中，花生米下沉至杯底．
②如图乙，往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌，直至观察到花生米处于状态，随即停止加盐．
③如图丙，取出花生米，用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为g；
④将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为88g，如图丁示，用量筒测出盐水的体积为mL．
⑤通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度，本实验中花生米的密度为g/cm3 ．
（3）在“测定小灯泡电阻”的实验中（所用灯泡的额定电压为2.5V）

①小明采用图甲所示的方案，测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是； 排除故障后，调节滑片到一定位置后电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡正常工作时的电阻，应该把滑片向（填“左”或“右”）移动直到电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常工作的电阻为Ω。
②小刚因为电流表损坏，他们设计了如图丙所示的电路图（其中电源电压未知，定值电阻的阻值用R0表示）测量小灯泡正常工作时的电阻，请你帮他们完成实验：先将开关S2拨到位置2，移动滑片P使电压表示数U1=；再保持不动，将开关S2拨到位置1，读出电压表示数U2 ， 则小灯泡正常工作时的电阻RL的表达式为（请用题目中的符号表示所需的物理量）。

Answer 1

【答案】
（1）木块移动的距离；质量；质量；乙丙
（2）悬浮；141；50；1.06
（3）灯泡断路；左；6.25；2.5V；滑片位置；
【解析】（1）①因为动能不同的铁球撞击木块时，木块移动的距离不同，所以铁球动能的大小是通过观察木块移动的距离来判断的；
②质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手， m2＞m1 ， 两个小球运动到B点时速度相同，所以单摆的运动速度与铁球的质量无关；
∵m2＞m1 ， v1=v2 , 由甲、乙两图知 S2＞S1 ∴物体的运动速度相同时，质量越大，动能越大；
③将质量为m2的铁球移动到与竖直方向成θ2角时放手，∠θ2＞∠θ1 ， v2＞v1,由乙、并两图知S3＞S2 ， 所以物体的质量相同时，速度越快，动能越大。
（2）②∵花生米停留在盐水中，∴花生米处于悬浮状态；
③∵物体的质量等于天平右盘中砝码的质量加上游码的质量，∴m=120g+20g+20g+1g=141g;
④直接读出量筒中盐水的体积V=50ml;
⑤ρ盐水==1.06g/cm3,∵花生米悬浮在盐水中，根据物体的浮沉条件，花生米的密度和盐水的密度相同。
（3）①根据灯都不亮，电流表示数始终为0判断电路时断路，又因为电压表示数约为6V，所以是和电压表并联的灯泡出现断路；灯泡的额定电压为2.5V，
而调节滑片到一定位置后电压表的示数为2.0V，根据串联电路电压的规律要减小滑动变阻器两端的电压就要减小其电阻，所以应该把滑片向左移动；
R==6.25Ω;
②∵要测测量小灯泡正常工作时的电阻，∴灯泡两端的电压要等于其额定电压2.5V；此时要保持灯泡两端的电压不变，∴要保持滑动变阻器的滑片不动；
∵R0和灯泡串联，∴U0=U2-U1 ， IL=I0 ,
,RL= 。