用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图所示一段纸带.测得,
.已知交流电频率是
,则打
点时物体的瞬时速度为_____m/s.如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是_________
⑵(12分)有一根细长且均匀的金属管线样品,横截面如图所示。此金属管线长L约为30cm,电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为ρ,因管内中空部分截面形状不规则,无法直接测量,请你选用下列器材,设计合适的电路,测量中空部分的截面积:
A.毫米刻度尺 |
B.螺旋测微器 |
C.电流表![]() |
D.电流表![]() |
E.电压表
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.蓄电池
I.开关一个,导线若干
① 应选用的器材有 (只填器材前的字母代号)
② 在虚线框中画出你所设计的电路图,要求尽可能测出多组实验数据。
③ 实验中要测量的物理量: 。
金属管线内部中空部分截面积的表达式为:= 。
为测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,为保护电阻。实验步骤如下:断开开关S,调整电阻箱的阻值。再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值,多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以
为纵坐标,
为横坐标,画出
图线如图乙所示。由图线可求得:电池组的电动势
V,内阻
。(保留两位有效数字)
有一个额定电压为,功率约为
的小灯泡,现要描绘这个灯泡的
图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,5A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
(1)电压表应选用 ,电流表应选用 .滑动变阻器应选用 .(用序号字母表示)
(2)请在答卷上的方框中画出实验电路图。
(3)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为 Ω.(结果保留两位有效数字)
(4)若将此灯泡与电动势为、内阻为
的电池相连,则此时小灯泡的功率为 W。(结果保留两位有效数字)
为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求.
在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间 ,则导轨水平;
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是 ;
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式 (用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.
某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带.如图所示,他在纸带上便于测量的地方选取第1个计时点,在这点下标明A,第6个点下标明B,第11个点下标明C,第16个点下标明D,第21个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm,CD长为11.15cm,DE长为13.73cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为 m/s,小车运动的加速度大小为 m/s2,AB的距离应为 cm.(本题答案全部保留2位有效数字)
某同学利用如图(甲)所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.图(乙)是他认为较理想的一条纸带,O点是打点计时器打出的第一个点(初速为零),A、B、C、D、E、F点是纸带上相邻的点.他们测出了各点与O点的距离h后做出了必要的计算,测量记录见下表
计数点 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
h/cm |
6.9 |
9.47 |
12.40 |
15.71 |
19.41 |
23.49 |
(1)距离h的记录中不符合有效数字读数的一组是 (填写计数点名称).
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量
D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 (填选项对应的字母)
(3)打点计时器的频率为50Hz,则计时器打下C点时,重物的速度大小为 m/s;
(4)计数点C、D、E与O点之间的距离分别用hC、hD、hE表示,打点计时器的打点周期用T表示,若重物质量为m,重力加速度为g,则从O到D重物动能的增加量△Ek= ;O到D重物重力势能的减少量△EP= (△Ek、△EP均用hC、hD、hE、T、m、g符号表示).