某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图。在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出![]() ![]() ![]() ![]() |
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中![]() ![]() |
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中![]() ![]() |
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中![]() ![]() |
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小
,钢球击中
点时其竖直分速度大小为
。已知钢球的重力加速度为
,空气阻力不计。
在测量电源的电动势E以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5Ω实验中,给出如下器材:量程为1V的电压表,量程为0.5A的电流表(内阻较小),定值电阻Ro = 1.6Ω,滑动变阻器R,开关S,导线若干。
(1)四位同学设计了如下四个电路,实验电路应选为( )。
(2)实验时当电流表的示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表的示数为I2时,
电压表示数为U2,则可求出电动势E的字母表达式为___ _,内电阻r
的字母表达式为。
(3)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U随电流I的变化关系U—I图象,
如图所示,由此可知电源电动势E=、内阻为r=。
某同学将完好的仪器连接成如图所示电路(其中滑动变阻器的连线没有画岀).用来探究小灯泡电阻与电压的关系.
①闭合开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是________ (填写选项代号)
A.G与C相连, F与H相连 | B.G与C相连,D与H相连 |
C.G与E相连,F与H相连 | D.G与E相连,D与H相连 |
②在右图中将滑动变阻器正确接入电路中.要求:灯泡两端的电压可以从零开始适行调节.
③在正确操作下,该同学得到灯丝两端电压U和对应电阻R的数据如下表:
U/V |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10.0 |
12.0 |
R/Ω |
2.1 |
3.0 |
3.8 |
4.4 |
5.2 |
5.6 |
5.9 |
6.0 |
根据表中数据在坐标中描出R-U图线;
(ii)根据图线,可以得到灯丝在未通电时的阻值约为______Ω.
如图为研究加速度与质量关系”的实验装置。
①该实验中采用控制变量法,保持小车所受拉力不变,用砂和砂桶所受的重力作为小车所受拉力,为了减小实验误差,应使砂和砂桶质量尽量__________些.(填“大”或“小”)
②改变小车的质量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线.
(i)如果摩擦力不能忽略,则画出的a-1/M图线为图示中的____________.(填“甲”或“乙”或“丙”)
(ii)该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是_______.
A.小车与轨道之间存在摩擦 |
B.导轨保持了水平状态 |
C.所挂钩码的总质量太大 |
D.所用小车的质量太大 |
(1)如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,bc=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。
(2)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.
(I)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
①;
②。
(II)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5,若打点的时间间隔为T,则打E点时重物速度的表达式为vE=
(3)冬、春季节降水量少,广东沿海附近水位较低,涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高,水质受到影响,为了研究咸潮出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如下图(1)所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径,结果如下图(3)所示。
他还选用了以下仪器:量程15V、内阻300kΩ的电压表,量程300μA、内阻50Ω的电
流表,最大阻值为1kΩ的滑动变阻器,电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组,开关等各一个,以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。
根据以上材料完成以下问题:
(a)测量玻璃管内径时,应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触(填代号);
(b)玻璃管的内径d=___________mm;
(c)图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤:
(d)上图(5)中的实物仪器部分已连线,将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图;
(e)开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。
现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为
= ________。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
S(m) |
0.600 |
0.800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
t(ms) |
8.22 |
7.17 |
6.44 |
5.85 |
5.43 |
1/t2(104s-2) |
1.48 |
1.95 |
2.41 |
2.92 |
3.39 |
以s为横坐标,为纵坐标,请你在图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=__________
(保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率
,将k和
进行比较,若其差值在实验误差允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。