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(2011?海淀区一模)(1)“探究动能定理”的实验装置如图1所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.

①关于该实验,下列说法正确的是
CD
CD

A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
②图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm,.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=
0.82
0.82
m/s.
(2)有一根细长而均匀的金属管线样品,长约为60cm,电阻大约为6Ω.横截面如图3所示.
①用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图4所示,金属管线的外径为
1.125
1.125
mm;
②现有如下器材
A.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程3A,内阻约0.03Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(1750Ω,0.3A)
E.滑动变阻器(15Ω,3A)
F.蓄电池(6V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选
A
A
,滑动变阻器应选
E
E
.(只填代号字母).
③请将图5所示的实际测量电路补充完整.
④已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是
管线长度L
管线长度L
.计算中空部分截面积的表达式为S=
πd2
4
-
ρL
R
πd2
4
-
ρL
R
分析:(1)实验原理:橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能,实验中用到多条橡皮筋,就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系.
橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足:w=
1
2
mv2的关系,所以当小车质量一定时:w与v2成正比.
(2)①螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
②根据电路中电流的大小确定电流表的量程,从测量误差的角度选择滑动变阻器.
③将待测电阻与电压表和电流表内阻比较,确定其是大电阻还是小电阻,从而确定电流表的内外接.
④根据电阻定律求出导体电阻的横截面积,用大圆的面积减去电阻的横截面积,即为中空部分的截面积.
解答:解:(1)①A:打点计时器使用的交流电源,故A错误.
B:实验中用到多条橡皮筋,就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系.故B错误.
C:小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功,所以小车必须从同一位置由静止弹出.故C正确.
D:橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足:w=
1
2
mv2的关系,所以当小车质量一定时:w与v2成正比.所以最好做w与v2的关系,实验时需要画多个图象找最好的,故D正确.
故选:CD
②从纸带上我们可判断出打C点时,小车具有最大的速度
vC可由B到D的平均速度求出:
即:vC=
xBD
2×0.02
=0.82m/s
故答案为:①CD
②0.82
(2):①螺旋测微器的读数等于1mm+0.01×12.5mm=1.125mm.
②电路中的电流大约为I=
3
6
A=0.5A,所以电流表选择A.待测电阻较小,若选用大电阻滑动变阻器,测量误差角度,所以滑动变阻器选择E.
③待测电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,所以电流表采取外接法.滑动变阻器可以采用限流式接法,也可以采用分压式接法.
④还需要测量的物理量是管线长度L,根据R=ρ
L
S
,则S=
ρL
R
,则中空部分的截面积S′=
πd2
4
-S=
πd2
4
-
ρL
R

故答案为:①1.125
②A;E
③见答图

④管线长度L;
πd2
4
-
ρL
R
点评:实验原理是:w=
1
2
mv2,实验中要清楚是如何改变w,如何获得的速度v即可.
解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及掌握电阻定律的公式,掌握如何确定电流表的内外接.
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(2011?海淀区一模)(1)“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该实验,下列说法正确的是
AC
AC

    A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
    B.当小车速度达到最大时,橡皮筋处于伸长状态,小车在两个铁钉的连线处
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    D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度.
(2)某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前,提出了以下几种猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝
v
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①请你简要说明为什么不需要测出物体的质量?
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(3)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为
50.15
50.15
mm;
②用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为
4.700
4.700
mm;
③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
220
220
Ω.
④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,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
⑤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,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m.(保留2位有效数字)

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