(8分)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律.
(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时 . 图中表示的是 时小车的加速度.
(2)某同学得到如图(c)所示的纸带,已知打点计时器电频率为50Hz. 、、、、、、是纸带上7个连续的点. cm. 由此可算出小车的加速度 (保留两位有效数字).
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(18分)(1)①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图甲所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下几项中必须注意的是
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为___N/m
(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:(如有计算,结果保留二位有效数字)
①打点计时器应接____(填交流或直流)电源。
②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏_____;
③如图乙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小___m/S2。
④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a F图象,则小车和砧码的总质量M为_________,其图像不过原点的原因是______。
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实验题(18分,每空2分)
(1)(8分)如图(a)为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.
①平衡小车所受的阻力的操作:取下 ,把木板不带滑轮的一端垫高;接通打点计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动.如果打出的纸带如图(b)所示,则应 (填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹间隔相等为止.
②图(c)为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象,横坐标为小车上砝码的质量.
设图中直线的斜率为,在纵轴上的截距为,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________.
(2)(10分)某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.
①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误:a ;b .
②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,测得、、、、.若打点的周期为T,则打E点时速度为= ;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出与h的关系图线,如图丙所示,则重力加速度 = .
③若当地的重力加速度值为,请写出误差的主要原因 .
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(7分)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
①为完成该实验,下述操作中必需的是________.
a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长
c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是________.
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在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,
(1)完成本实验中的实物图连接
(2)在上图的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应置于_______端(填“A”或“B”).
(3)上图是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=___V,内阻r=____Ω。
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(7分)欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3 V,内阻1)
B.电流表(0~3 A,内阻0.0125 )
C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125 )
D.电压表(0~3 V,内阻3 k)
E.电压表(0~15 V,内阻15 k)
F.滑动变阻器(0~20 ,额定电流1 A)
G.滑动变阻器(0~200 ,额定电流0.3 A)
H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是______________;(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表______________接法;(填“内”或“外”)
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,请按要求在虚线框内画出测量待测金属导线电阻Rx的电路原理图.
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(10分)(1)“探究合力与分力的关系”的实验如下图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,P为橡皮条与细绳的结点。用两把互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置O。
①从图甲可读得弹簧秤B的示数为 N。
②为了更准确得到合力与分力的关系,要采用作力的 (填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力。
③图乙中方向一定沿AO方向的力是 (填“F”或“F′”)。
(2)在研究弹力和弹簧的形变量的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,作为原长。然后竖直悬挂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。记录外力F和弹簧的伸长量x作出F-x图线如上图所示,由图可知弹簧的劲度系数为 N/m,图线不过坐标原点的原因是由于 。
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在研究“物体加速度与力的关系”的实验中,某学习小组使用的实验装置如图所示。轨道木板水平放置,把小车从位移传感器(接收器)旁边释放后,传感器能记录任意时刻小车的位置,据此可求得小车的加速度。(钩码的质量为 m,重力加速度为g)
(1)指出该实验中的一个明显疏漏___ 。
(2)某次实验中,依据传感器的记录,在时间t内,小车由静止开始发生的位移为x则小车的加速度的表达式为a=___________。
(3)纠正了疏漏之处后,保持小车(包含发射器)的总质量为M不变,通过多次实验,依据得到的数据,在a—F图象中描点(如图所示)。结果发现右侧若干个点明显偏离直线,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 |
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