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(9分)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________________不变,用钩码所受的重力作为________________,用DIS测小车的加速度.通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像.在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.
(2)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.
(3)随着钩码的数量增大到一定程度时图(b)中的图线明显偏离直线,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
(4)小车和位移传感器接收部分的总质量m=________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______(g取10 m/s2).

(1)小车的总质量 小车所受拉力 (2)①(3)C  (4)0.5 0.2

解析试题分析:(1)根据牛顿第二定律,要探究a-F的关系,必须控制m不变。用钩码所受的重力近似替代小车所受拉力。
(2)图线②,有拉力小车仍旧不动,表明轨道右侧没有被抬高,表明曲线①是正确的。
(3)本实验要求钩码的质量要远远小于小车的质量,当所挂钩码数量较多时,误差就显著起来了。
(4)由图线②可知,F="1" N,F=μmg;由图线①可知,,当F="1" N时,a="4" m/s2,以上两式联立得m=0.5kg;μ=0.2。
考点:本题考查用变量控制法研究牛顿第二定律的实验。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.

(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是___    。 
(2)在实验中,其中的三个步骤:
①在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.
②在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定则作图求合力F.
③只用一只测力计通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两测力计拉时相同,记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.
以上三个步骤均有错误或疏漏,请指出:
①中是______________________;
②中是______________________;
③中是______________________.

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实验室有一块量程为500μA,内阻Rg约为200Ω的电流表(也称微安表),需要准确测量它的电阻,一同学根据实验室现有的器材设计了如图(甲)和图(乙)两种实验电路。

已知实验室中的部分实验器材的规格如下:
电流表(也称毫安表):mA(量程1mA,内电阻约100Ω)
滑动变阻器A:R1(20Ω,1A)
滑动变阻器B:R1(500Ω,0.5A)
电阻箱:R2(999.9Ω)
直流电源:(电动势为3V,内阻很小)
可供选择的不同阻值的定值电阻器R3
①将图(丙)所示的实物图按图(甲)所示的电路连接成实验电路。

②在图(乙)所示的电路中,为了便于实验的调节,滑动变阻器R1应选           (选填:“滑动变阻器A”或“滑动变阻器B”)。为了保证实验操作过程的安全(即使滑动变阻器R1的阻值调为0,也不会烧坏电流表),并便于实验调节,定值电阻器R3的阻值应选     (填选项前的字母)。
A.100Ω      B.1kΩ      C. 6kΩ      D. 10kΩ
③利用图(甲)所示的电路,闭合S1之后进行测量时,需要记录的实验数据有(同时用设定的字母表示);用你记录的实验数据的字母表示出测量的结果是        。

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(1)某同学在《测定光波的波长》实验中的实验步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。
(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离            

A.增大单缝和双缝之间的距离
B.增大双缝和光屏之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.减小双缝之间的距离

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β(即).我们用电磁打点计时器、刻度尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz,A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)

①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示,圆盘的半径r为       cm;
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为         rad/s;(取二位有效数字,下同)
(3)纸带运动的加速度大小为        m/s2,圆盘转动的角加速度大小为           rad/s2
(4)如果实验测出的角加速度值偏大,其原因可能是                            (写出1条).

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(8分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、导线、开关。回答下列问题:

⑴为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有      (填入正确选项前的字母);
A.秒表         B.刻度尺         C.0~6V的交流电源         D.0~6V的直流电源
⑵实验中误差产生的原因有                                                                
                                                                            (写出两个原因);
⑶若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为mkg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,由图中数据可知重物由O点运动到B点重力势能减少量ΔEp     J,动能增量ΔEk     J,得出的结论是                。(计算结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如下图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)?

(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是   点读数。?(填A、B、C、D或E)
(2)实验时,在释放重锤   (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。
(3)该实验中,为了求两点之间重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g的值,这个g值应该是:      
A.取当地的实际g值;?  B.根据打出的纸带,用Δs=gT2求出;
C.近似取10m/s2即可;    D.以上说法都不对。
(4)如O点到某计时点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为      
(5)若重锤质量m=2.00×kg,重力加速度g=9.80m/,由图中给出的数据,可得出从O到打下D点,重锤重力势能的减少量为     J,而动能的增加量为       J(均保留3位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

下图中游标卡尺读数为_________mm. 螺旋测微器读数为       mm

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某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度,实验装置和具体做法如下,图中PQ是斜槽,QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滑下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的竖直平面,米尺的零点与O点对齐。

(1)(2分)为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:A球的直径            B球的直径(“大于”、“等于”或“小于”);为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mA               mB(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)(2分)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:       (填选项号)。
A、水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后,测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、A球和B球在空间飞行的时间
D、测量G点相对于水平槽面的高度

(3)(4分)已知mA和mB。 E、F、J是实验中小球落点的平均位置,请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断,A球没有碰撞B球时的落点是             点(在E、F、J三个落点中选填),A球与B球碰撞后A球的落点是             点(在E、F、J三个落点中选填)。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒,请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是              

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