I、如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d= mm.
(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的 ;
(3)下列不必要的一项实验要求是( ) 。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F= 。
II、实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻很小可忽略不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是 (填“甲”或“乙”)电路。
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和 (填上文字和符号);
(3)(单选题)选择下面坐标轴,作出相应的直线图线。( )
(A)U—I (B)U—1/I (C)1/U—R (D)U—R
(4)设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式Rv=
有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是mm。
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)对于本实验,以下说法中正确的是__________
A.砂和桶的总质量要远大于小车的总质量
B.每次改变小车质量后,需要重新平衡摩擦力
C.实验中也可不测加速度的具体数值,只要测出不同情况下加速度的比值就行了
D.若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想,在作图线时最好以F2为横坐标
(2)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图所示,下列对此同学操作的判断正确的是______
A.打点计时器不应固定在长木板的最右端,而应固定在靠近定滑轮的那端
B.打点计时器不应使用干电池,而应使用交流电源
C.不应将长木板水平放置,而应在右端垫起合适的高度,平衡摩擦力
D.小车初始位置不应离打点计时器太远,而应靠近打点计时器放置
(3)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验。在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如下表所示:
实验次数 |
加速度 a/ m·s-2 |
小车与砝码总质量 m/kg |
小车与砝码总质量的倒数 m-1 /kg-1 |
1 |
0.32 |
0.20 |
5.0 |
2 |
0.25 |
0.25 |
4.0 |
3 |
0.21 |
0.30 |
3.3 |
4 |
0.18 |
0.35 |
2.9 |
5 |
0.16 |
0.40 |
2.5 |
请你在方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线。
(4)从图线可得出拉力大小为(结果保留两位有效数字)。
(5)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,某同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图所示。此图中直线发生明显弯曲的原因是_______________________________________________。
有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数可知三根绳子的拉力。
回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是__________
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N2=N3=4
C.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
D.钩码的个数N1=3,N2=1,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是__________
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为图中________是正确的。(填“甲”或“乙”)
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:
①待测电流表G1 (0~5mA,内阻约300Ω);②电流表G2 (0~10mA,内阻约100Ω);③定值电阻R1 (300Ω);④定值电阻R2 (10Ω);⑤滑动变阻器R3 (Ω);⑥滑动变阻器R4 (0~20Ω);⑦干电池(1.5V);⑧开关S及导线若干。
(1)定值电阻应选,滑动变阻器应选。(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,;
②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2;
③;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。
(4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式。
在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,采用如图的电路进行实验。
(1)为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“左”或“右”);
(2)如图是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=________ V,内阻r=_______ Ω;
(3)若不计测量中的偶然误差,用这种方法测量得出的电动势和内阻的值与真实值相比较,电动势E______(选填“偏大”、“相等”或“偏小”),内阻r______(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)。