某实验小组采用如图所示的装置研究“小车运动变化规律”。打点计时器工作频率为50Hz。
实验的部分步骤如下:
a.将木板的左端垫起,以平衡小车的摩擦力;
b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列的点,断开电源;
d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复b、c的操作。
(1)设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2,重力加速度为g,则小车的加速度为:a=(用题中所给字母表示);
(2)下图是某次实验中得到的一条纸带,在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E,用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量,读出各计数点对应的刻度x,通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量xC值和计算速度vC值填在下表中的相应位置。
计数点 |
x/cm |
s/cm |
v/(m·s-1) |
O |
1.00 |
|
0.30 |
A |
2.34 |
1.34 |
0.38 |
B |
4.04 |
3.04 |
0.46 |
C |
|
5.00 |
|
D |
8.33 |
7.33 |
0.61 |
E |
10.90 |
9.90 |
0.70 |
(3)实验小组通过绘制Δv2-s图线来分析运动规律(其中Δv2=v2-v02,v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度,v0是O点对应时刻小车的瞬时速度)。他们根据实验数据在图中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点,请你在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出Δv2-s图线。
(4)实验小组绘制的Δv2-s图线的斜率k =(用题中所给字母表示),若发现该斜率大于理论值,其原因可能是。
二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50 mA.
(1)该二极管外壳的标识模糊了,同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极:当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小,当交换表笔再次测量时,发现指针有很大偏转,由此可判断______ (填“左”或“右”)端为二极管的正极.
(2)实验探究中他们可选器材如下:
A.直流电源(电动势3 V,内阻不计)
B.滑动变阻器(0~20 Ω)
C.电压表(量程15 V、内阻约80 kΩ)
D.电压表(量程3 V、内阻约50 kΩ)
E.电流表(量程0.6 A、内阻约1 Ω)
F.电流表(量程50 mA、内阻约50 Ω)
G.待测二极管
H.导线、开关
为了提高测量精度,电压表应选用________,电流表应选用________.(填序号字母)
(3)实验中测量数据如下表,请在下图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.
电流 I/mA |
0 |
0 |
0.2 |
1.8 |
3.9 |
8.6 |
14.0 |
21.8 |
33.5 |
50.0 |
电压 U/V |
0 |
0.50 |
0.75 |
1.00 |
1.25 |
1.50 |
1.75 |
2.00 |
2.25 |
2.50 |
(4)同学们将该二极管与阻值为10 Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3 V的电源两端,则二极管导通时定值电阻的功率为________W.
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小球飞行水平距离s/×102cm |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.98 |
6.01 |
6.99 |
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为 ;(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为 。
某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势为3 V,内阻为1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。(电压表和电流表均视为理想电表)
(1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)根据图甲,在图乙中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(画在答题卷上)。
(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是 W。(计算结果保留2位有效数字)
多用电表是实验室中常用的测量仪器之一,请根据所学知识,完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量阻值约为Rx=2000Ω的定值电阻时,指针的位置如图(a)所示,若选择开关拨至“×100”挡,则测量的结果为_________;若要继续测量阻值约为15Ω的定值电阻,则要将选择开关拨至“×1”挡,然后重新进行 。
(2)用已经正确选好档位的多用电表测未知电阻阻值,电路如图(b)所示,电池的电动势为ε、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图(c)所示,则该图像的函数关系式为_____________________;多用表的中值电阻为 。
(3)现在要精确测量Rx的阻值,电流表内阻为0.5Ω,电压表内阻为5kΩ,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择 电路来测量Rx。
如图甲所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成.光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的时间和
,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离
,游标卡尺测量遮光片的宽度d,另用天平测出滑块和沙与沙桶的质量分别为M和m,回答下列问题:
①测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图乙所示,其读数为________mm.
②若用该装置来验证牛顿第二定律,以下说法不正确的是________。
A.该装置可以不平衡摩擦力也不需要将气垫导轨调节水平
B.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时,通过两个光电门的时间和
必相等
C.实验时,多次在同一条件下重复实验取挡光片通过两光电门时间的平均值以减小偶然误差
③若用此装置中滑块受到线的拉力即合外力F 可用M、m、和时间
和
表示为F=____________。
④通过计算比较发现滑块受到的线的拉力F与沙和沙桶的重力不相等且相差较大,是因
为 。