如图所示是某同学探究动能定理的实验装置. 已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力. 该同学的实验步骤如下:
a. 将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门A和B,砂桶通过滑轮与小车相连.
b. 调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑. 测得砂和砂桶的总质量为m.
c. 某时刻剪断细绳,小车由静止开始加速运动.
d. 测得挡光片通过光电门A的时间为,通过光电门B的时间为
,挡光片宽度为d,小车质量为M,两个光电门A和B之间的距离为L.
e. 依据以上数据探究动能定理.
(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是____________.
A.实验时,先接通光电门,后剪断细绳
B.实验时,小车加速运动的合外力为
C.实验过程不需要测出斜面的倾角
D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M
(2)小车经过光电门A、B的瞬时速度为=___________、
="____________." 如果关系式___________________________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.
在“测定金属丝的电阻率”实验中,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数为_______mm(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
U/V |
0.10 |
0.30 |
0.70 |
1.00 |
1.50 |
1.70 |
2.30 |
I/A |
0.020 |
0.060 |
0.160 |
0.220 |
0.340 |
0.460 |
0.520 |
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图中的_________图(选填“甲”或“乙”) .
(3)图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端.请根据图所选的电路图,在图中补充完成该组同学实验时实物间的连线,并使闭合开关时,电压表或电流表不至于被烧坏.
(4)该组同学在坐标纸上建立U—I坐标系,如图所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=_________Ω(保留两位有效数字) .
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) .
A.1×10-2Ωm B.1×10-3Ω
m C.1×10-6Ω
m D.1×10-8Ω
m
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图所示的装置,计时器打点频率为50Hz。
(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图所示,自A点起,相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0 mm、18.0 mm,则打E点时小车的速度为m/s,打A、F两点的过程中小车的平均速度为m/s,小车的加速度为m/s2。
(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持不变;若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持不变。
(3)该同学通过数据的处理作出了a-F图象如图所示。
①图中的直线不过原点的原因是。
②图线发生弯曲的原因是。
在做测量干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材可选用:
A.干电池一节(电动势约1.5V);
B.直流电流表(量程为0~0.6A~3A,0.6A挡内阻为0.10Ω,3A挡内阻为0.025Ω);
C.直流电压表(量程为0~3V~15V,3V挡内阻为15kΩ,15V挡内阻为25kΩ);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A);
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.5A);
F.电键;
G.导线若干根;
H.电池夹。
(1)将选定的器材按本实验要求的电路(系统误差较小),在图所示的实物图上连线。
(2)如图所示,电流表指针停止在图示位置,量程取0.6A挡时读数为;量程取3A挡时读数为。
(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的内阻r为Ω。
(4)按本实验要求的电路测出的E测和r测与真实值比较:E测E真,r测r真。(填“>”“<”或“=”)
用多用电表测量阻值约十几千欧的电阻Rx。S为电表的选择开关,P为欧姆挡调零旋钮。
①从以下给出的操作步骤中,选择必要的步骤,并排出合理顺序:(填步骤前的字母)
A.旋转S至欧姆挡“×1k” |
B.旋转S至欧姆挡“×100” |
C.旋转S至“OFF”,并拔出两表笔 |
D.将两表笔分别连接到Rx的两端,读出阻值后,断开两表笔 |
E.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
②按正确步骤测量时,指针指在图示位置,Rx的测量值为kΩ。
为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M(滑行器上可以增减砝码),挡光片宽度为D,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,判定调节是否到位的方法是_____________________________________________.
(2)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为:____________________________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
(3) 在滑行器总质量不变时,改变所挂的砝码质量,多次重复测 量,可画出关系图线如图所示,由图线的OA段可得出的实验结论是;图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是.
(4)本实验中对m的质量有一定的要求,请对实验原理进行改进,使得对m的质量没有要求,试写出一种改进方案.