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 。
某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A),开关和导线若干以及下列电表
A. 电流表(0~0.6 A,内阻约0.125Ω) B. 电流表(0~3 A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ) D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx = Ω。
(3)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是 。(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”,采用了如图1所示的装置,其中m1=50g、m2=150g,开始时保持装置静止,然后释放物块m2,m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点,只要对纸带上的点进行测量,即可研究匀变速直线运动。某次实验打出的纸带如图2所示,0是打下的第一个点,两相邻点间还有4个点没有标出,交流电频率为50Hz。
(1)系统的加速度大小为________m/s2,在打点0~5的过程中,系统动能的增量ΔEk=________J。
(2)忽略一切阻力的情况下,某同学作出的— h图象如图3所示,则当地的重力加速度g=______m/s2。
有一电压表V1,其量程为3V,内阻约为3000Ω,现要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
源E:电动势约15 V,内阻不计;
电流表A1:量程1A,内阻r1 =" 2" Ω,;
电压表V2:量程2V,内阻r2=2000Ω;
定值电阻R1:阻值20Ω;
定值电阻R2:阻值1Ω;
滑动变阻器R:最大阻值10Ω,额定电流1A;
开关一个,导线若干.
①提供的实验器材中,应选用的电表是、定值电阻是;(填器材符号)
②请你设计一个测量电压表V1的实验电路图,画在答题卡上对应的虚线框内;(要求:
滑动变阻器要便于调节)
③说明实验所要测量的物理量:;
④写出电压表V1内阻的计算表达式RV1=.
对某导电元件(圆柱状)进行研究,图甲是说明书中给出的伏安特性曲线。
(1) 用多用电表的欧姆挡试测元件在常温下的电阻,把选择开关调到“×10”欧姆档,测量操作步骤正确,发现表头指针偏转的角度过大,应换为欧姆档。
(2) 可由UI图线得到各状态下元件的电阻值R,为了进一步研究该材料电阻率,需要测量元件的长度和截面直径。如图乙所示,用螺旋测微器测得的直径读数为mm。
(3) 实验室中提供以下器材:
A. 电压表V(量程为0—3V,内阻约5kΩ)
B. 电流表A(量程为0—0.6 A,内阻约0.1Ω)
C. 滑动变阻器R1(0—10Ω,额定电流1.5A)
D. 滑动变阻器R2(0—1000Ω,额定电流0.5A)
E. 直流电源E(电动势3V,内阻为1Ω)
F. 开关S一个、导线若干
设计一个电路,验证该元件的伏安特性曲线是否和说明书中所给的一致,则滑动变阻器应选择(填序号);试在图丙方框中画出实验电路图。
(4)把该导电元件直接连在此直流电源上,该导电元件消耗的电功率为W。(结果保留两位有效数字)
甲乙两同学做测定木板与铁块之间的动摩擦因数的实验时,设计了甲乙两种方案:
方案甲:木板固定,用弹簧秤拉动铁块,如图甲所示;
方案乙:铁块通过弹簧秤与墙连接,用手拉动木板,如图乙所示。
实验器材有:弹簧秤、木板、质量为400g的铁块、细线、质量为200g的配重若干。()
(1)上述两种方案你认为更合理的方案是(填“甲”或“乙”)
(2)某同学在铁块上加上配重,改变铁块对木板的正压力,记录了实验数据如下表所示:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
配重(个数) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
弹簧秤读数/N |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.20 |
3.00 |
请根据上述数据画出铁块所受摩擦力Ff和压力FN的关系图象;由图象可求出木板和铁块间动摩擦因数是。