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题文

某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上的打点求得.

(1)实验过程中,电火花计时器应接在     (选填“直流”或“交流”)电源上.电压为     V,
(2)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带求打C点时小车的速度大小为       m/s.(保留二位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m ,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:

次  数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小车加速度a(m/s2)
1.98
1.72
1.48
1.25
1.00
0.75
0.48
0.50
0.30
小车质量m (kg)
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
0.75
1.00
1.67
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格)
(4)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d ,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.

原因:                                               

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
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物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮:木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 HZ。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。

①图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=____m/s2(保留两位有效数字)。
②为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是___________。

A.木板的长度L
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3

E.滑块运动的时间t
③滑块与木板间的动摩擦因数=_______(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)

在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡标有“6 V 3 W”,其他可供选择的器材有:
A.电压表V1(量程6 V,内阻20 kΩ)
B.电压表V2(量程20 V,内阻60 kΩ)
C.电流表A1(量程3 A,内阻0.2 Ω)
D.电流表A2(量程0.6 A,内阻1 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~1000 Ω,0.5 A)
F.滑动变阻器R2(0~20 Ω,2 A)
G.学生电源E(6 V~8 V)
H.开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成U-I关系曲线如图甲所示.

(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________;
(2)在虚线框乙中画出实验所用的电路图;
(3)若将该小灯泡接在电动势为6 V,内阻为4 Ω的电源两端,则灯泡实际消耗的功率为________W.

在“探究功与速度变化的关系”实验中,设计了如图所示的实验方案:使小车在橡皮筋的作用下被弹出,第二次、第三次…操作时分别改用2根、3根…同样的橡皮筋将小车弹出.测出小车被弹出后的速度,然后找到牵引力对小车做的功与小车速度的关系.

(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和电源;(填“交流”或“直流”)
(2)在正确操作情况下,打在纸带上的点并不是均匀的(如图2所示),为了测量小车获得的速度,应选用纸带的 (选填“AE”或“FK”)部分进行测量.
(3)能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是 ( )

A.增加相同橡皮筋的条数,使小车每次从同一位置释放
B.橡皮筋两端固定,使橡皮筋的伸长量依次加倍
C.橡皮筋两端固定,使橡皮筋的长度依次加倍
D.释放小车的位置等间距的变化

某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点)。

第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1
第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′ 间的水平距离x2
(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。
(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是()

A.h的测量 B.H的测量 C.L的测量 D.x2的测量

(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=_________。

某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律。

(1)本实验应用的实验方法是
A.控制变量法B.假设法C.理想实验法D.等效替代法
(2)(多选题)为了验证加速度与合外力成正比,实验中必须做到
A.实验前要平衡摩擦力
B.每次都必须从相同位置释放小车
C.拉小车的细绳必须保持与轨道平行
D.拉力改变后必须重新平衡摩擦力
(3)图2为某次实验得到的纸带,纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出,则小车的加速度大小为
a=m/s2(结果保留两位有效数字)

图2
(4)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图3所示的a-F图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能有

A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)
B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)
C.盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M(即m<<M)
D.盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M

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