⑴(6分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
①下列说法哪一项是正确的 。(填选项前字母)
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为 m/s(保留三位有效数字)。
⑵(12分)硅光电池在无光照射时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3V,内阻为6.0kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势约为12V,内阻不计。
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2。
(i)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA(保留两位小数)。
(ii)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(图中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线。
(iii)由Ix-Ux图线知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成 (填“线性”或“非线性”)关系。
某同学用如图甲所示电路探究某一型号电池的输出电压U与输出电流I的关系。电路原理图如图甲所示,图中R0为阻值等于5.0Ω的定值电阻,电压表视为理想电压表。
(1)请将图乙所示的实验器材连成实验电路。
(2)若电压表V2的读数为2.0V,则电源的输出电流I=__________A;
(3)调节滑动变阻器,通过测量得到电压表V1的示数U1随电压表V2的示数U2的U1-U2曲线如图丙所示,由此可知电池内阻_______(填“是”或“不是”)常数,短路电流为_____A,电源的最大输出功率为___________W。
某学生为了测量人骑自行车行驶过程中的阻力系数k(人骑车时所受阻力f与总重力mg的比值),他依次进行了以下操作:
A.找一段平直路面,并在路面上画一道起点线; |
B.用较快的初速度骑车驶过起点线,并同时从车架上放下一团橡皮泥; |
C.自行车驶过起点线后就停止蹬车,让其靠惯性沿直线行驶,记下自行车停下的位置; |
D.用卷尺量出起点线到橡皮泥的距离s、起点线到终点的距离L及车架离地的高度h. |
根据上述操作,回答下列问题:
(1)自行车驶过起点线时的速度大小为_______________
(2)自行车在行驶中的阻力系数k=_______________(要求用测量得到的物理量来表示).
用如右图所示的电路测定某电源的内阻r和一段电阻线单位长度的电阻Ro,ab是一段粗细均匀的电阻线.R是阻值为2Ω的保护电阻,电源电动势为9 V,内阻未知。电流传感器的内阻不计,示数用I表示,滑动片P与电阻线有良好接触,aP的长度用Ix表示,其他连接导线的电阻不计。实验时,闭合电键S,调节P的位置,将Ix和与之对应的/记录在下表。
(1)根据表中提供的数据,若利用图像确定电源的内阻和电阻线单位长度的电阻,则应作______图像。
A.![]() |
B.![]() |
C.![]() |
D.![]() |
(2) 根据(1),利用测得的数据,在坐标纸上画出适当的图像。
(3) 由(2)所作的图像可知:该电源的内阻r为_____Ω;该电阻线单位长度的电阻R0为______Ω/m。(结果保留两位小数)
某同学设计了如右图所示的装置来探究“加速度与力的关系”。弹簧秤固定在一合适的木块上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线P、Q,并测出间距d0开始时将木块置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木块刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小;再将木块放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F;然后释放木块,并用秒表记下木块从P运动到Q的时间t0
(1)木块的加速度可以用d、t表示为a=________。
(2)______________________ 改变瓶中水的质量,重复实验,确定加速度a与弹簧秤的示数F的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________。
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是______。
A.可以改变滑动摩擦力的大小 | B.可以更方便地获取更多组实验数据 |
C.可以更精确地测出摩擦力的大小 | D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 |
为了测定某电池的电动势(约10V~11V)和电阻(小于2Ω),需要把一个量程为5V的直流电压表接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后用伏安法测电源的电动势和内电阻,以下是该实验的操作过程:
(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,请完成第五步的填空。
第一步:把滑动变阻器滑动片移至最右端
第二步:把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合电键
第四步:把滑动变阻器滑动片调到适当位罱,使电压表读数为4.5V
第五步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为__________V
第六步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其它线路,即得量程为15V的电压表
(2)上述实验可供选择的器材有:
A.某电池(电动势约10V~11V,内电阻小于2Ω)
B.电压表(量程为5V,内阻约5KΩ)
C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值为0~20KΩ,额定电流0.2A)
电阻箱应选____________,滑动变阻器应选___________(用大写字母表示)。
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U—I图线如图丙所示,可知电池的电动势为___________V,内电阻为___________Ω。(保留3位有效数字)。