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某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动: (1)研究弹簧的特性.他...

某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:
(1)研究弹簧的特性.他们做了如图a的实验,根据实验数据作出了弹簧伸长;与拉力F的关系图象如图b所示.
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(2)设计方案;设计的原理图如图c所示,利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量(电压表刻度盘如图),弹簧(即图a中使用的弹簧)的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计),OA间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时电压表示数为零.
(3)分析与计算.已知滑动变阻器总电阻R=12Ω,总长度12cm,电源电压恒为6V,定值电阻R=10Ω(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内;g=10N/kg).求:
①当物体的质量为100克时.电压表的示数是多少?
②该电子秤能测量的最大质量是多大?
③改装好的电子秤刻度与原来电压表表头的刻度有何不同?

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先分析图象b得出弹簧的受到的拉力与弹簧伸长的关系;然后根据滑片移动的长度判断滑动变阻器的接入电路的阻值;即可利用欧姆定律和串联电路的特点求解. 【解析】 (1)当物体的质量为100克时,物体重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N; 由图象知:当物体对弹簧的拉力为1N时弹簧伸长2cm;即当弹簧受压力为1N时弹簧会缩短2cm; 又已知滑动变阻器总电阻R=12Ω,总长度12cm可得:长1cm的变阻器的电阻为1Ω. 则此时交阻器接入电路电阻为2Ω,滑动变阻器与定值电阻串联. 电压表示数是U1===1V; 故:电压表示数为1V. (2)由电压表的量程可知:当电压表的示数为3V,电子秤所测量的物体质量最大; 此时,电路中的电流为I2=I″===0.3A; 变阻器接入电路的阻值R===10Ω; 所以弹簧压缩量为10cm; 由图象分析可知物体重5N,故能测量的最大质量为500g. (3)1V刻度为100g,3V刻度上为500g;所以电子秤刻度与原来电压表表头的刻度相比,电子秤刻度不均匀.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3m所用的时间为10s.
根据实验数据,小北塘同学对下面四个问题进行了计算:
(1)拉力上升的速度:v=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网=0.6m/s
(2)拉力所做的有用功:W有用=Gh=480N×3m=1440J
(3)拉力的功率:P=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网=144W
(4)滑轮组的机械效率:W=FS=200N×6m=1200J
η=manfen5.com 满分网×100%=manfen5.com 满分网×100%=120%
小北塘同学的计算过程是否正确?如有错误,请写出其小题标号并作出正确解答.
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物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.这种运动在真空中才能发生,在有空气的空间,当空气阻力很小可以忽略时,物体的下落可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关,小南长和小北塘作了如下猜想:
猜想一:物体自由落体运动的快慢与物体的材料有关;
猜想二:物体自由落体运动的快慢与物体的质量有关.
为了验证猜想,他们分别将三个金属球在20m高处由静止释放,测得金属球落地时间如下表:
实验序号材料质量/㎏下落时间/s
1铁球0.22.05
2铁球0.42.05
3铅球0.42.05
(1)他们选用金属球而不选用棉花球或纸团进行实验,这样做的目的是______
A.便于实验操作            B.便于实验观察
C.相对空气阻力较小,使运动更接近自由落体运动,实验更具科学性
(2)他们分析比较表中的数据,得出的结论是______
(3)当空气阻力不能忽略时情况又怎么样呢?小南长和小北塘同学通过查阅资料知道:从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.研究发现,相同环境条件下,空气对相同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,你会发现标号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比为______,进一步分析可知半径相等的情况下球形物体所受的空气阻力f与收尾速度成______
小球编号1234
小球质量(×10-2kg)254540
小球半径(×10-3m)0.50.51.52
小球的收尾速度m/s16404020
(4)综合以上信息请判断,宇航员在月球上将标号为2、3的小球在同一地点、同一高度同时释放,它们将______
A.同时落地   B.编号为2号的小球先落地   C.编号为3号的小球先落地.
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小明在研究完“电流通过导体放出的热量与电阻的关系”实验后,灵机一动,将它改装成了一种测量未知液体比热容的装置.请在图中用笔画线代替导线将电路图连接完整.测量时,分别往甲乙两个烧瓶中装入水和待测液体,闭合开关一段时间后,再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度△t和△t,在不计热损失的情况下,就可以求得待测液体的比热容c=manfen5.com 满分网
(1)为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,小明设计的电路中必须满足的条件是______
(2)为了得出待测液体的比热容表达式“c=manfen5.com 满分网”小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器,写出该仪器的名称和用途______
(3)闭合开关后,要使水和待测液体的温度升高得更快,滑动变阻器的滑片应向______端滑动.(选填“A”或“B”)

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在“测量液体密度”的实验中:
(1)使用托盘天平时,应将天平放在水平桌面上,游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上,若发现指针静止在分度标尺中央的左侧,则应将平衡螺母向______调节,使天平平衡;
(2)用调节好的天平测量液体的质量.往烧杯中倒入液体,测出杯与液体的总质量为70g,把杯中一部分液体倒入量筒中,如图2所示;再测烧杯和剩下的液体的总质量时,发现加减砝码总不能使天平平衡,这时应移动______使天平平衡.若天平再次平衡时所用的砝码和游码的位置如图1所示,则倒入量筒内的液体的质量为______g,量筒内液体的体积是______cm3
(3)该液体的密度是______g/cm3,查密度表可知该液体可能是______
液体水银纯水酒精汽油植物油
密度
(kg∕m3
13.6×1031.0×1030.8×1030.71×1030.9×103


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如图所示是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律的实验装置,其中明显还需要调整的是______.调整后烛焰能在光屏上成倒立____________像;若要在透镜固定的情况下,得到再大一些的清晰实像,除将蜡烛适当向右移动外,还应将光屏向______移动.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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