如图所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验装置,所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp= J;重物的动能增加量ΔEk= J(结果均保留三位有效数字)。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的 误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp ΔEk(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的速度为零的点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是: 。
乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验,分别打出了标号为①、②、③、④的4条纸带,其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带,丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________(选填标号)。(取g =9.80m/s2)
①6.13 cm,6.52 cm,6.91 cm
②6.05 cm,6.10 cm,6.15cm
③4.12 cm,4.51 cm,5.30 cm
④6.10 cm,6.58 cm,7.06 cm
测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω)。
器材:量程为3V的理想电压表V,量程为0.5 A的电流表A(具有一定内阻),固定电阻R= 4Ω,滑动变阻器R′,开关K,导线若干。
①画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。
②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则可以求出E=,r=。(I1,I2,U1,U2及R表示)
用图甲所示的装置利用打点计时器进行探究动能定理的实验,实验时测得小车的质量为,木板的倾角为
。实验过程中,选出一条比较清晰的纸带,用直尺测得各点与A点间的距离如图乙所示:AB=
;AC=
;AD=
;AE=
。已知打点计时器打点的周期为T,重力加速度为g,小车与斜面间摩擦可忽略不计。那么打D点时小车的瞬时速度为;取纸带上的BD段进行研究,合外力做的功为,小车动能的改变量为。
某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”。
(1)由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24 cm,由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________ cm。该实验小组在做实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=__________________________。(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验,得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。
m / g |
250 |
300 |
350 |
400 |
500 |
800 |
![]() |
4.0 |
3.3 |
2.9 |
2.5 |
2.0 |
1.3 |
a /(m·s-2) |
2.0 |
1.7 |
1.3 |
1.2 |
1.0 |
0.6 |
要测绘一个标有“3V,0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干。
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(选填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
(2)实验的电路图应选下图中的(选填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如右图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,则小灯泡的耗电功率是_W。
为测定某电源内阻r和一段电阻丝单位长度的电阻R0,设计如图所示的电路。ab是一段粗细均匀的电阻丝,R是阻值为2Ω的保护电阻,电源电动势为6V,电流表内阻不计,示数用I表示,滑动片P与电阻丝有良好接触, aP长度用L表示,其它连接导线电阻不计。实验时闭合电键,调节P的位置,将L和与之对应的I数据记录在下表。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
L(m) |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
I(A) |
1.78 |
1.39 |
1.14 |
0.97 |
0.84 |
1I(A-1) |
0.56 |
0.72 |
0.88 |
1.03 |
1.19 |
(1)画出1/I-L图像;
(2)写出1/I-L的关系式,式中涉及到相关物理量用字母表示(E、r、R、R0)________________
(3)从图中根据截距和斜率,求出该电源内阻r为_______Ω;该电阻丝单位长度的电阻R0为_________Ω/m。(结果保留两位小数)