某学习小组探究“功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示。图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出。通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系”。
①实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其最根本的目的是___________。
A.防止小车不能被橡皮筋拉动
B.便于小车获得较大的弹射速度
C.防止纸带上点迹不清晰
D.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
②关于橡皮筋做功,下列说法正确的是___________。
A.橡皮筋做功的具体值可以直接测量
B.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
C.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
D.若橡皮筋伸长量变为原来的2倍,则橡皮筋做功也增加为原来的2倍
③如图是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点,相邻的两个计数点间还有一个点没有画出,各计数点到O点的距离分别为1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm,若打点计时器的打点频率为50Hz,则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是__________m/s。
(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,当单摆做简谐运动时,用秒表测出单摆做n次(一般为30次~50次)全振动所用的时间t,算出周期;用米尺量出悬线的长度L,用游标卡尺测量摆球的直径d,则重力加速度g=______(用题中所给的字母表达).
(2)将一单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力(单摆摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图①所示的F-t图像.然后使单摆保持静止,得到如图②所示的F-t图像.那么:
①此单摆的周期T为__________s;②设摆球在最低点时Ep=0,已测得当地重力加速度为g,单摆的周期用T表示,那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是_________(用字母表示).
如图所示,用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O.
接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
① 对于上述实验操作,下列说法正确的是________
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
② 上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________.
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示).
把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱,将一定质量的空气密封在容器内,被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化,利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。
(1)关于瓶内气体,下列说法正确的有________
A.温度升高时,瓶内气体体积增大,压强不变
B.温度升高时,瓶内气体分子的动能都增大
C.温度升高,瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
D.温度不太低,压强不太大时,可视为理想气体
(2)改变烧瓶内气体的温度,测出几组体积V与对应温度T的值,作出V—T图象如图所示。已知大气压强p0=1×105Pa,则由状态a到状态b的过程中,气体对外做的功为________J。若此过程中气体吸收热量60J,则气体的内能增加了__________J。
(3)已知1mol任何气体在压强p0=1×105Pa,温度t0=0℃时,体积约为V0=22.4L。瓶内空气的平均摩尔质量M=29g/mol,体积V1=2.24L,温度为T1=250C。试估算瓶内空气的质量。
现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据。现进行如下实验操作:
(1)选取多用电表的直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池的正负两极,指针偏转情况如图,由此可知其电动势约为_________V。是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻,答:__________(选填“可以”或“不可以”)
(2)现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻为3Ω) |
B.电压表(量程3V,内阻为3kΩ) |
C.电压表(量程30V,内阻为30kΩ) |
D.定值电阻R1=500Ω |
E.定值电阻R2=5000Ω
F.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)
G.开关及导线
①该实验中电压表应选________,定值电阻应选_________(均选填选项前的字母序号)
②在方框中画出实验电路图,并将实物连线图补充完整。
③若将滑动变阻器打到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电
动势和内阻间的关系式为_________。
某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题,
设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为g。实验操作如下:
(1)开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零。现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C的速度为v。
(2)在实验中保持A,B质量不变,改变C的质量M,多次重复第(1)步。
①该实验中,M和m大小关系必需满足M _____ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系,每次测重物的速度时,其已下降的高度应_________(选填“相
同”或“不同”)
③根据所测数据,为得到线性关系图线,应作出________(选填“”、“
”或“
”)
图线。
④根据③问的图线知,图线在纵轴上截距为b,则弹簧的劲度系数为__________(用题给的已知量表
示)。