某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律,请回答下列有关此实验的问题:
(1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材:
A.交流电源、导线
B.天平(含配套砝码)
C.秒表
D.刻度尺
E.细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是 (填代号)。
(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示,已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm,则在打下点迹B时,小车运动的速度vB= m/s;小车做匀加速直线运动的加速度a= m/s2。(结果保留三位有效数字)
(3)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象,其中图线不过原点的原因是 ,图线在末端弯曲的原因是 。
某同学用如图所示电路,描绘标有“3.8V,1.5W”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.
(1)根据电路图,用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接成完整实验电路.
(2)他根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为Ω;当所加电压为3.0 V时,灯丝电阻为Ω,此时灯泡实际消耗的电功率为W.
(3)根据R—U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的图是下列图中的.
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径如图,可知其直径为mm;
(2)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A),开关S、导线若干。
为使实验误差较小,要求便于调节且测得多组数据进行分析,所选电流表 ;电压表 ;滑动变阻器 (填所选器材的符号),并在框中画出测量的电路图。
(4)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,圆柱体长度为50.15mm,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=。(保留2位有效数字)
某同学在研究运动的实验中,在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去)。已知小方格的边长L=2.5cm,g取10m/s2。请你根据小方格纸上的信息,通过分析计算完成下面几个问题:
(1)根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度v0 =________;
(2)从抛出点到b点所经历的时间tb =________。
某同学做《探索弹力和弹簧伸长的关系》的实验时,他先把弹簧放在光滑水平桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长为l0,再把弹簧竖直悬挂起来,然后用竖直向下的力F拉弹簧下端,测出弹簧的长度为l,把l-l0作为弹簧的伸长量x0 ;
(1)这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后作出F-x图象,可能是下图中_______图正确(其它操作都正确);
(2)若上题图中提供的x0、x1、F1、F0均作为已知量,则根据正确的图象能求出弹簧的劲度系数为K=_________
在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出,打点计时器接周期为T =0.02s的交流电源。经过测量得:d1=3.60cm,d2=7.70cm,d3=12.32cm, d4=17.41cm, d5=23.00cm, d6=29.10cm。(以下结果均保留两位有效数字)
(1)通过计算,打出F点时物体的速度为vF =_____________m/s;
(2)物体的加速度a =__________m/s2;
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f =51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比___________(选填:偏大、偏小或不变)