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题文

某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是:

(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量,即F=kx式中的比例系数k为________N/m;
(2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
(3)如图将木板固定在地面上,金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下面的表格中。

为验证结果是否符合猜想Ep=kx2,则应该根据以上数据作出得图像为(     )
A:图像             B:图像
C:图像        D:图像
在下图的坐标系中作出你所选择的的图像,请注明横纵坐标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可得到Ep和x2间的关系式为                   则该同学的猜想是         (填“正确”或者“错误”)的。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
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相关试题

(1)(6分)将一个力传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图a所示。由此图线提供的信息可判断摆球摆动的周期T为______s,在摆动过程中小球的机械能将________(选填“减小”、“增大”、“不变”)

(2)(9分) 用单摆测定重力加速度实验中,得到如下一组有关数据:

物理量
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
摆长L(m)
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
周期T2(s2)
2.2
2.4
3.2
4.0
4.8


①利用上述数据在图b中描出L-T2图线
K^S*5
②利用图线求得重力加速度大小为________m/s2(取π2=9.86)
③在实验中,若用计算法求g值,求得g值偏小,可能是下列原因中的( )

A.计算摆长时,只考虑悬线长度,而未加小球半径
B.测量周期时,将n次全振动误记为n+1次全振动
C.计算摆长时,将悬线长加小球直径
D.单摆振动时,振幅偏小

.实验室内有一电压表〇mV,量程为150mV,内阻约为
150Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表,并进行校准。为此,
实验室提供如下器材:干电池E(电动势为1.5V),电阻箱R,滑线变阻器R′,电流表〇A (有1.5mA,15mA与150mA三个量程)及开关K。
(a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路测量电压表的内阻。
在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下,电路中电流表〇A应选用
的量程是。若合上K,调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV,电流表〇A的读数为1.05mA,则电压表的内阻RmV。(取三位有效数字)
(b)在对改装成的电流表进行校准时,把〇A作为标准电流表,画出对
改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用),图
中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值
(取三位有效数字),电流表〇A应选用的量程是

图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数,此读数应为mm.

(19分)
(1)1920年科学家史特恩测定气体分子速率的装置如题22图1所示,AB为一双层共轴圆筒形容器,外筒半径为R,内筒半径为r,可同时绕其共同轴以同一角速度w高速旋转,其内部抽成真空.沿共同轴装有一根镀银的铂丝K,在铂丝上通电使其加热,银分子(即原子)蒸发成气体,其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面.由于分子由内筒到达外筒需要一定时间,若容器不动,这些分子将到达外筒内壁上的b点,若容器转动,从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁,但容器静止时的b点已转过弧长s到达点.测定该气体分子最大速度的大小表达式为v =_________.

(2)某同学在研究灯泡的电阻随灯泡两端电压增大而变化的实验中,用伏安法分别测出AB两个灯泡的伏安特性曲线如题22图2所示.
①若用多用表欧姆档测A灯的电阻,其阻值约为_____Ω.
②若将B灯接在电动势为16V,内阻为4Ω的电源两端,B灯的实际功率为_____W.
③若将A灯和B灯并联接在上述电源两端,B灯的实际功率为_____W.

图中给出器材为:电源E(电动势为12V,内阻不计),木板N(板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张),两个金属条A、B(平行放置在导电纸上,与导电纸接触良好,用作电极),滑线变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻),直流电压表V(量程为6V,内阻很大,其负接线柱与B极相连,正接线柱与探针P相连),开关K。

现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线。AB间的电压要求取为6V。
(Ⅰ)在图中连线,画成实验电路原理图。
(Ⅱ)下面是主要的实验操作步骤,将所缺的内容填写在横线上方。
a. 接好实验电路。
b.
c. 合上K,并将探针P与A相接触。
d.
e. 用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。画一线段连接AB两极,在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点,用探针把它们的位置印在白纸上。
f. 将探针与某一基准点相接触,,这一点是此基准的等势点。用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等势点。
g. 重复步骤f,找出其它4个基准点的等势点。取出白纸画出各条等势线。

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