某同学用图甲所示装置探究机械能守恒定律。水平桌面边缘带有最小分度为厘米的刻度,一辆小车通过不可伸长的细线跨过小滑轮与钩码相连。起初小车静止桌面右端,车的左端刚好与桌面上10.0cm处刻度对齐,钩码到地面的距离大于小车到滑轮的距离。启动频闪摄影系统后,释放钩码,小车在钩码的牵引下,由静止开始沿水平桌面运动,图乙是实验中得到的频闪照片的一部分。已知小车质量M =200g,钩码质量m=50g,闪光频率f=10.0Hz,重力加速度g=9.80m/s2。
乙
⑴用x表示小车从静止起运动到A点过程中通过的位移,vA表示小车运动至A点时的速度,若在误差允许的范围内,有公式 成立(用题中所给字母表示),就可说明在此过程中由小车和钩码组成的系统机械能守恒。
⑵由频闪照片上的数据,可得小车到达A位置时系统的动能EK = J,小车从静止开始运动到A位置的过程中,钩码减少的重力势能Ep= J。(结果均保留三位有效数字)
⑶实验操作及测量均正确,经反复实验,数据几无变化。说明在此运动过程中系统机械能
(填“守恒”或“不守恒”),得此实验结果的主要原因应是 。
用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示。(凸透镜的位置固定不动)
⑴为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗”)一些,此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向 移动。
⑵记录实验数据如下表,请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。
实验序号 |
物距u/cm |
像距![]() |
像的性质 |
1 |
30 |
15 |
① |
2 |
20 |
20 |
倒立、等大的实像 |
3 |
15 |
② |
倒立、放大的实像 |
4 |
6 |
无 |
正立、放大的虚像 |
请根据实验序号4的成像规律,写出在生活中的一个应用③ 。
⑶若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则所成的烛焰的像为 (选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”)。
⑷晓红在早上9:00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动,她将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她这种活动过程存在的问题是: 。
实验桌上有三个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R,如图所示。另外,还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“保持电阻阻值不变,在相同时间内通过电阻的电流越大,电流通过电阻产生的热量越多”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。请画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表格。
晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻Rx的阻值,请添加一根导线完成图所示的实验电路的连接。
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2。请用I1、I2和R0表示Rx。R x= 。
小青和小红都想测量某种液体的密度。
(1)小青的方法是:首先将天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺的零刻度线处,发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧,她应向______(选填“左”或“右”)侧调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央刻度线。
收集数据:
①向瓶中倒入适量液体,用天平测出瓶和液体的总质量m1=________g,如图甲所示;
②将瓶中的部分液体倒入量筒中,用天平测出瓶和剩余液体的质量m2,如图乙所示;
③用量筒测出倒入液体的体积V=_________mL,图丙所示。
由以上数据可以得到液体的密度ρ液=__________g/cm3。(写出具体数值)
(2)小红用水、石块(密度大于被测液体密度)、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密度,如图所示(ρ水为已知):
①用细线系住石块,并挂在弹簧测力计下,测得其重力为G,如图甲所示;
②用弹簧测力计拉住石块使其浸没在水中,测得拉力为F1,如图乙所示;
③用弹簧测力计拉住石块使其_______在待测液体中,测得拉力为F2。
由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ液=__________________,石块密度的表达式ρ石=_______________(用本次实验收集到的物理量表达,水的密度用ρ水表达)。
(3)从实验操作的简单、方便这个角度来看_________(选填:“小青”或“小红”)的方法更好。
实验桌上有如图所示的实验装置(其中的透明玻璃为平面镜),还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子18个,9个为红色,9个为绿色。小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体大小的关系”。
小军的主要实验步骤如下:
将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与物体的像均完全重合,并记录实验数据。
②改变物体(两个叠放的红棋子)到平面镜的距离,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与物体的像均完全重合,并记录实验数据。
③再改变四次物体(两个叠放的红棋子)到平面镜的距离,仿照步骤②,做四次实验。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小军计划探究的问题中的自变量是 ;
(2)根据以上实验步骤可知,小军实际探究的是物体在平面镜中所成像的大小与 的关系;
(3)针对小军计划探究的问题,在实验步骤②中,应改变 。