实验(共18分)
I.某物理兴趣小组在一次探究活动中,要测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右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,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列点.
(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度= (保留三位有效数字).
(2)请回答下列两个问题:
① 为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是 (填写字母代号)
A.木板的长度
B.木板的质量
C.滑块的质量
D.托盘和砝码的总质量
E.滑块的运动时间t
② 欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是 .
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数= (用L、g、a、
、
、
、t中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数 (填“偏大”或“偏小”).
Ⅱ.在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时+
=90°,然后保持A的读数不变,当
角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是
A.增大B的读数,减小角
B.减小B的读数,减小角
C.减小B的读数,增大角
D.增大B的读数,增大角
研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,打点计时器的工作频率为50 Hz,纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带; |
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车; |
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连; |
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔。 |
上述实验步骤的正确顺序是:___________ (用字母填写)。
(2)图(b)中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=_________ s。
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_____________。
(4)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=______________________。
某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1=______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50 g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=______N(当地重力加速度g=9.8 m/s2)。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是____________。作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。
在 练习使用打点计时器的实验中,某同学使小车做匀加速直线运动并打出一条点迹清晰的纸带,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个计数点(每两个计数点间有四个实验点未画出),分别标明0、1、2、3、4、5、6,用刻度尺量得各计数点到0计数点之间的距离如下图所示,已知电源的频率为50Hz,计算结果均保留三位有效数字,则:
(1)打点计时器打计数点2时,小车的速度大小v2= m∕s。
(2)小车的加速度大小a= m∕s2。
某同学用如图所示装置做探究弹力与弹簧伸长关系的实验,他先测出不挂砝码时弹簧下端针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
砝码质量m/102g |
0 |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
7.00 |
标尺刻度x/10-2m |
15.00 |
18.94 |
22.82 |
26.78 |
30.66 |
34.60 |
42.00 |
54.50 |
(1)根据所测数据,在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量m的关系曲线。
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_____范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格弹簧的劲度系数为______N/m。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:
A.直流电源(电动势约为5 V,内阻可不计)
B.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
C.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω)
D.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)
E.直流电压表(量程0~5 V,内阻约为10 kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)
G.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,允许通过的最大电流为0.5 A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.
(1)实验中电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示).
(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.
(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中,其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9 Ω,此时灯泡的实际功率为________W(结果保留两位有效数字)