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题文

某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中,置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一段与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 N = 5 个,每个质量均为 0 010 kg 。实验步骤如下:

(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车9(和钩码)可以在木板上匀速下滑。

①将n(依次取 n = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )个钩码挂在轻绳右端,其余 N - n 各钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制 s - t 图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。

②对应于不同的n的a值见下表。 n = 2 时的 s - t 图像如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。

n

1

2

3

4

5

a / m · s - 2

0 20

________

0 58

0 78

1 00

(2)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出 a - n 图像。从图像可以看出:当物体质量一定是=时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。

(3)利用 a–n 图像求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字,重力加速度取 g = 9 . 8 m · s - 2 )。

(4)若以"保持木板水平"来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项钱的标号)

A.

. a–n 图线不再是直线

B.

a–n 图线仍是直线,但该直线不过原点

C.

a–n 图线仍是直线,但该直线的斜率变大

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
知识点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
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(本小题共10分)要用电流表和电压表测定三节干电池(每节干电池的电动势约为1.5 V,内阻约为0.3 Ω) 串联电池组的电动势和内电阻,现有下列器材供选用:

A.电流表:量程0.6 A,内电阻1 Ω
B.电流表:量程3 A,内电阻0.2 Ω
C.电压表:量程3 V,内电阻30 kΩ
D.电压表:量程6 V,内电阻60 kΩ

E.滑动变阻器:0~1000 Ω,额定电流0.1A
F.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流2A
G.导线,电键
(1)为了使测量结果较准确,应选用的器材有 ________ .(填仪器的字母代号)
(2)在虚线框内画出实验电路图

(3)因系统误差的存在,本实验所得的测量值与真实值相比E()E, r ()r(括号内填“大于”、“小于”或“等于” )

(本小题共8分)请写出螺旋测微器和游标卡尺的读数
(1)()mm(2)( ) cm

用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量M(含车中的钩码)不变,用在绳的下端挂的钩码的总重力mg作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.

(1)实验时绳的下端先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是____________________________.
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F,得到小车的加速度a与拉力F的数据,画出a–F图线后,发现当F较大时,图线发生了如图丙所示的弯曲.该同学经过思考后将实验方案改变为用小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力.那么关于该同学的修正方案,下列说法正确的是________.(写选项字母)
A.该修正方案可以避免a–F图线的末端发生弯曲
B.该修正方案要避免a–F图线的末端发生弯曲的的条件是M≥m
C.该修正方案画出的a–F图线的斜率为
D.该修正方案画出的a–F图线的斜率为

在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,提供的实验器材有:
A.小灯泡(额定电压为2.0V,额定电流约为0.5A);
B.电源E:电动势为3.0V,内阻不计;
C.电压表V:量程为0~3V,内阻约为1
D.电流表A:量程为0~0.6A,内阻约为0.6
E.滑动变阻器R1:最大阻值为15Ω,额定电流为1.0A;
F.滑动变阻器R2:最大阻值为150Ω,额定电流为1.0A;
G.开关S及导线若干
实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压):

I/A
0.00
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2. 00

(1)实验中滑动变阻器应选用(请填写选项前对应的序号字母)。
(2)请你不要改动已连接导线,在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上。闭合开关前,应使变阻器滑片放在最(填“左”或“右”)端。

(3)在下面的坐标系中画出小灯泡的曲线。

(4)若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1. 0的电池两端,则小灯泡的实际功率约为W(保留两位有效数字)。

(10分)图甲是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图.小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所示,其中O为小车开始运动时打出的点,设小车在斜面上运动时所受阻力恒定。

⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带分析可知小车下滑的加速度a=m/s2,打E点时小车速度vEm/s(结果保留两位有效数字);
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律或动能定理求解,在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vE、小车质量m、重力加速度g外,利用米尺、三角板还需要测量哪些物理量,列出阻力的表达式。
方案一:需要测量的物理量,阻力的表达式(用字母表示)
方案二:需要测量的物理量,阻力的表达式(用字母表示)

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