请完成以下两小题。
(1)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。
若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①你认为还需要的实验器材有 。
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 。
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2).则本实验最终要验证的数学表达式为 (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。
(2)2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一。硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定该电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路。图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验(计算结果保留两位有效数字)
①闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表A1、A2的值I1、I2。为了作出此电池的
U-I曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U=_________(用题中所给字母表示)
②根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E=______V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内 阻r=______Ω;
③若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内 阻r=_______Ω。
某同学做“验证牛顿第二定律”的实验,实验装置如图所示。
采用控制变量法研究加速度与合力的关系时,根据测量数据绘制了如图所示a-F图像,则从图像可知,该同学在做实验的过程中有两个实验环节出现失误,请问他的两个失误是:
(1)______________________;(2)______________________;
影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而某种半导体材料的电阻率则与之相反。某课题研究组在研究某种器件Z的导电规律时,测得其两端电压与通过电流的关系如表所示:
① 根据表中数据,判断器件Z可能属于上述材料(选填“金属”或“半导体”)。
U/V |
0.00 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.50 |
I/A |
0.00 |
0.20 |
0.45 |
0.80 |
1.25 |
1.80 |
2.81 |
② 实验所用的器材规格是:
电压表(0-3V-15V,内阻约30kΩ);
电流表(0-0.6A-3A,内阻约4Ω);
滑动变阻器(变化范围0~10Ω);
电源(3V,内阻约1Ω);
器件Z;
电键;导线若干.
根据本次实验提供的数据,请用笔画线代替导线在实物图上连接电路;
③ 根据表中的数据已经在I-U坐标中描好点,如图所示,请连线作图;
④ 某同学根据图中规律猜想I与U的定量关系,用以下方法较为合理的是(填选项前的字母)。
A.用I-U图象
B.用I-U2图象
C.用I2-U图象
D.用I-U-1图象
(1)(8分)某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示.
① 主要的实验过程:
(ⅰ)用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d =mm;
(ⅱ) 让小滑块车从斜面上某一位置释放,读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t;
(ⅲ) 用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L;
(ⅳ) 求出小滑块车与木板间摩擦力f =(用物理量m、d、L、t表示);
② 若实验中没有现成的挡光片,某同学用一宽度为6cm的金属片替代,这种做法是否合理? (选填“合理”或“不合理”)。
③实验中,小滑块释放的高度要适当高一些,其目的是减少误差。(选填“系统”或“偶然”)
某科技活动小组,为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝Rx的阻值约为10Ω)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流计G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA
B.电流计A1,内阻0.4Ω,量程0~0.6A
C.电流计A2,内阻约为0.1Ω,量程为0~3A
D.螺旋测微器
E.电阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)
G.滑动变阻器R2(0~500Ω,1A)
H.电池组(4.5V,0.05Ω)
I.一个开关和导线若干
(1)为了很好的完成实验,电流表应选择 _________ ,滑动变阻器应选择 _________ .(A﹣G选项)
(2)图示是用螺旋测微器得的材料电阻丝的直径,其读数为d= _________ mm.
(3)现将电流表G与电阻箱R0串联,将其改装成一个量程为4.5V的电压表,需将电阻箱R0的阻值调为 _________ Ω.请用改装完成的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将方框内的电路图补画完整.
(4)如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适的位置,电流计的示数为I1,电流表的示数为I2,请用已知量和测量量(字母符号)写出计算电阻率的精确表达式ρ= _________ .
I.研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系,该小组在实验室设计了一套如图1所示的装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为力传感器(测绳子的拉力),P为小桶(内有砂子),M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的模板.不计绳子与滑轮间的摩擦.
(1)要顺利完成该实验,除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还需要的实验仪器是 _________ (填“刻度尺”、“天平”或“秒表”).
(2)平衡摩擦力后再按上述方案做实验,是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量? (填“是”或“否”)
(3)已知交流电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图2所示,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车的加速度a= _________ m/s2.(结果保留2位有效数字)