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某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系,图中A为小...

某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系,图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
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(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为0点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到0之间的距离x,计算出它们与0点之间的速度平方差△v2=v2-v2,然后在背景方格纸中建立△v2~x坐标系,并根据上述数据进行如图2所示的描点,若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为______ N.
(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围,你认为主要原因是______
(1)根据图象用直线将点相连,误差较大的点舍去;结合动能定理的表达式分析图象的可得出图象中有关合外力表达式; (2)实验中将拉力作为了合力,但若不平衡摩擦力,则会造成较大的误差. 【解析】 (1)由动能定理可得:W=Fx=mv2-mv2=m(v2-v2) △v2=x 则可知图象的斜率等于,由图可知,图象的斜率为2.5;合外力F=0.25N; (2)实验中是将物体的重力充当了小车的拉力,由于小车受到桌面的摩擦力,故会使合力小于物体的重力,造成较大的误差,故应未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响). 故答案为:(1)0.25;(2)未平衡摩擦力;
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考点分析:
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(1)用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图1甲所示.该金属丝的直径是______ mm;用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如图乙所示,则该工件的长度是______ cm.
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(2)在探究加速度与力、质量的关系时,小王同学采用如图2所示装置,图中小车及砝码的质量用M表示,沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出.
①当M与m的大小关系满足______时,可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力;
②在平衡摩擦力后,他用打点计时器打出的纸带的一段如图3所示,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50Hz,则小车的加速度大小是______ m/s2.当打点计时器打D点时小车的速度是______ m/s;(计算结果小数点后保留两位数字)
③小张同学用同一装置做实验,他们俩在同一坐标纸上画出了a-F关系图,如图4所示,小张和小王同学做实验,哪一个物理量是不同的______
(3)某同学在做测定小灯泡功率的实验中,得到如下一组数据:
编号12345678
U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00
I/A0.020.060.100.140.170.190.200.21
灯泡发光情况不亮低亮逐渐变亮正常发光
①从表中数据可以看出:当功率逐渐增大时,灯丝的电阻变化情况是______;这表明该导体的电阻随温度的升高而______
若该同学在实验中选用的器材如下:
A.待测小灯泡一个
B.E=6V的直流电源(内阻很小)一个
C.最大阻值为10Ω的滑动变阻器一个
D.量程为300mA的电流表(内阻约为1Ω)一只
E.量程为3V的电压表(内阻约为10kΩ)一只
F.导线若干,开关一只
②请你通过对该同学测量数据的分析和给出的器材,在图5的虚线框中画出合理的实验电路图.
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(1)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好.
①合上开关后,若电压表的示数为2V,电流表的指针有微小偏转,小灯泡不亮,则一定断路的导线为______
②合上开关后,若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为______
③请在下面的虚线框内画出实验原理图
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(2)某实验小组利用如图8甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为d=______ cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2 s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为______ m/s.在本实验中,为了验证系统的机械能是否守恒,需要测量的物理量除了钩码的质量外,还需要测量____________
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为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内阻r,可供选择的器材如下:
A.电流表G1(2mA 100Ω)
B.电流表G2(1mA 内阻未知)
C.电阻箱R1(0~999.9Ω)
D.电阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑动变阻器R3(0~10Ω 1A)
F.滑动变阻器R4(0~1 000Ω 10mA)
G.定值电阻R(800Ω 0.1A)
H.待测电池
I.导线、电键若干
(1)采用如图1所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:
I1(mA)0.400.811.201.592.00
I2(mA)0.200.400.600.801.00
根据测量数据,请在图2坐标中描点作出I1-I2图线.由图得到电流表G2的内阻等于______Ω.
(2)在现有器材的条件下,测量该电池的电动势和内阻,采用如图3所示的电路,图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中______,电阻箱②选______(均填写器材代号).
(3)根据图3所示电路,请在图4中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
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(1)在某一力学实验中,打出的纸带如图所示,相邻计数点的时间间隔是T.测出纸带各计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4,为了使由实验数据计算的结果更精确些,加速度的平均值为a=______;打下C点时的速度vC=______
(2)在“测定某电阻丝的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,如图2所示,则电阻丝的直径是______ mm.
②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值,已知此电阻丝的阻值约为20kΩ.
下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是______(填写相应的字母)
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,而后断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔
c.旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的“×1k”挡
d.旋转选择开关,使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值,实验室提供下列可供选用的器材:
电压表V(量3V,内阻约50kΩ)
电流表A1(量程200 μA,内阻约200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻约1Ω)
滑动变阻器R(最大值500Ω)
电源E(电动势4.5V,内阻约0.2Ω)
开关S导线
a.在所提供的电流表中应选用______(填字母代号).
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路.
④根据测得的电阻丝的长度、直径和阻值,即可求出该电阻丝的电阻率.
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如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t、幅值恒为U的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e).求:
(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;
(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同.
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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