图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出
--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=____。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=____mm,s3=_____mm。由此求得加速度的大小a=____m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。
某同学在做描绘小灯泡I-U图线的实验中得到如下一组U和I的数据:
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
U(V) |
0.20 |
0.60 |
1.00 |
1.40 |
1.80 |
2.20 |
2.60 |
3.00 |
I(A) |
0.02 |
0.06 |
0.10 |
0.14 |
0.17 |
0.19 |
0.20 |
0.20 |
灯泡发光情况 |
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(1)选用小灯泡额定值为“3.0 V,0.2 A”,实验中有仪器:安培表(内阻较小)、伏特表(内阻很大)、电键、导线若干外;还需要 ________、__________。
(2)请设计实验电路(要求小灯泡两端电压从零开始可调)。
(3)在下图上绘出I-U图象,图线弯曲的原因是________________________________.
(4)若一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.
利用如图所示的装置可以研究自由落体运动。
(1)实验中关于电火式打点计时器的操作正确的是
A.使用220V的交流电作为打点计时器的电源 |
B.也可以用干电池作为打点计时器的电源 |
C.使用时应当先放开重锤,再接通打点计时器电源 |
D.每打完一条纸带都要及时切断打点计时器的电源 |
(2)如图为实验中得到的一根纸带,相邻计数点间还有4个点没有画出,根据图示数据可算得当地重力加速度为m/s2。
(3)若实验中所得到的重锤下落的加速度值小于当地的重力加速度公认值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个可能引起此处误差的原因:。
在“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,如图所示。实验中先需用两个弹簧秤分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,后再用一个弹簧秤钩住绳套拉橡皮条。
(1)关于实验中的部分做法正确的是。
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.实验中要记录弹簧秤的示数和细绳的方向
(2)实验中两个弹簧秤与一个弹簧秤拉橡皮条的效果相同体现在。
A.两根弹簧秤的拉力大小之和等于一根弹簧秤拉力大小
B.两根弹簧秤的拉力大小之差等于一根弹簧秤拉力大小
C.两次都将橡皮条下端结点拉到同一位置
D.两次都将橡皮条拉伸相同的长度
(3)选适当标度,分别作出F1、F2和F的图示,再用虚线连接合力F与两分力F1、F2的箭头,发现两虚线与F1、F2图示线构成的四边形非常接近平行四边行,由此可以猜想合力与分力之间满足。
(每空3分,共计12分)为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如图(a)所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触良好.
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图(b)所示,其示数为d=mm.
(2)实验时闭合开关,调节P的位置,记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据,如下表:
请根据表中数据在图(c)上作U-I关系图线,根据图象求电源的内阻r=Ω.
(3)图(d)是根据表中数据作出的U/I-x关系图象,由图象求出电阻丝的电阻率ρ为Ω·m(保留两位有效数字).
(每空3分共9分)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。为了检测小灯泡、开关以及3根导线:
(1)在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的挡,进行检查;
(2)在连接点1、2断开的情况下,应当选用多用电表的挡,进行检查;
(3)在各点都连接好且开关闭合情况下,若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势,则表明。