利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器-优题课

Ⅰ
在"探究弹簧弹力大小与伸长量的关系"实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码（每个钩码的质量均为 $m = 0.1 k g$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ ），并记录绳下端的坐标 $X_{加 i}$ （下标i表示挂在绳下端钩码个数）。然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端面的坐标 $X_{减 i}$ ，绳下端面坐标的值 $X_{i} = （ X_{加 i} + X_{减 i}) / 2$ 的数据如下表：

挂在橡皮绳下端的钩码个数	橡皮绳下端的坐标（X_i/mm）
甲	乙
1	216.5	216.5
2	246.7	232.0
3	284.0	246.5
4	335.0	264.2
5	394.5	281.3
6	462.0	301.0

（1）同一橡皮绳的 $X_{加 i}$ $X_{减 i}$ （大于或小于）；
（2）同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；
（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数 $k$ =（ $N / m$ ）；

（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？
Ⅱ.
在"描绘小灯泡的伏安特性曲线"的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示：

电流I/mA	2．7	5.4	12.4	19.5	27.8	36.4	47.1	56.1	69.6	81.7	93.2
电压U/V	0.04	0.08	0.21	0.54	1.30	2.20	3.52	4.77	6.90	9.12	11.46

（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；

（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示；请指出图线的特征，并解释形成的原因。

为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了"加速度与物体质量、物体受力关系"的实验装置（如图所示）．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．

（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车（选填"之前"或"之后"）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 $t$ 与速度 $v$ 的数据如下表：

时间 $t / s$	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
速度 $v / （ m \cdot s^{- 1} ）$	0.12	0.19	0.23	0.26	0.28	0.29

请根据实验数据作出小车的 $v — t$ 图象．

通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据 $v — t$ 图象简要阐述理由．

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到．（选填"最大值"、"最小值"或"任意值"）
（2）改变电阻箱的阻值 $R$ ，分别测出阻值 $R_{0} = 10 Ω$ 的定值电阻两端的电压 $U$ ，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是．（选填"1"或"2"）

方案编号	电阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.

（3）根据实验数据描点，绘出的 $\frac{1}{U} - R$ 图象是一条直线．若直线的斜率为 $k$ ，在 $\frac{1}{U}$ 坐标轴上的截距为 $b$ ，则该电源的电动势 $E$ =，内阻 $r$ =．（用 $k$ 、 $b$ 和 $R_{0}$ 表示）

（1）渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。已知某超声波频率为 $1.0 \times 10^{5} H z$ ，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。

①从该时刻开始计时，画出 $x = 7.5 \times 10^{- 3} m$ 处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）。

②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 $4 s$ ，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。

（2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由 $M N$ 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面 $E F$ 上发生全反射，然后垂直 $P Q$ 端面射出。

①求该玻璃棒的折射率。

②若将入射光向 $N$ 端平移，当第一次射到弧面 $E F$ 上时（填"能""不能"或"无法确定能否"）发生全反射。

请完成以下两小题。
（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线 $M N$ 、 $P Q$ ，并测出间距 $d_{0}$ 开始时讲模板置于 $M N$ 处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数 $F_{0}$ ,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数 $F_{1}$ ，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到 $P Q$ 处的时间 $t$ 。

①木板的加速度可以用 $d$ 、 $t$ 表示为 $a$ =；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）。
②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 $a$ 与弹簧秤示数 $F_{1}$ 的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。

A．	可以改变滑动摩擦力的大小
B．	可以更方便地获取多组实验数据
C．	可以比较精确地测出摩擦力的大小
D．	可以获得更大的加速度以提高实验精度

（2）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

①若电流表示数为零、电压表示数为 $E$ ，则发生故障的是（填"待测金属丝""滑动变阻器"或"电键"）。
②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档（填"欧姆×100""直流电压10 $V$ "或者"直流电流2.5 $m A$ "）,再将(填"红"或"黑")表笔固定在 $a$ 接线柱，把另一支表笔依次接 $b, c, d$ 接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、、。