(9分)如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负,A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动,B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆,将细绳连接在杆的右端O点构成支架,保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ; ②对两个传感器进行调零;
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数; ④取下钩码,移动传感器A改变θ角。
重复上述实验步骤,得到表格:
F1/N | 1.001 | 0.580 | … | 1.002 | … |
F2/N | -0.868 | -0.291 | … | 0.865 | … |
θ | 30° | 60° | … | 150° | … |
⑴F1,0.05;⑵C
解析试题分析:⑴绳只能施加拉力,杆既可以施加拉力,也可以施加压力,对照表格中数据可知,F1只有正值,而F2既有正值,又有负值,所以A传感器对应的是表中力F1,又因为杆通过光滑铰链与传感器B相连,因此,杆上的弹力方向一定沿着杆,对结点O根据平衡条件有:F1sinθ=mg,将表格中数据代入,解得:m=0.05kg;
⑵实验步骤中明确提及对两个传感器进行调零,且实验中多次测量对传感器进行调零,故选项A错误;在每次测量过程中不能进行调零操作,而应在实验之前调零,故选项B错误;本实验中存在着绳子与水平杆的夹角的测量,读数时存在着偶然误差,传感器的灵敏度等致使本实验中存在着系统误差,且实验中误差是不可避免的,故选项D错误;选项C说法正确。
考点:本题以利用DIS实验装置研究支架上力的分解的探究性实验为背景,考查了绳、杆模型的施力特征和共点力平衡条件的应用、实验误差分析等问题,属于中档题。
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
(1)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。
①比较这两种方案, (填“甲”或“乙”)方案好些。
②如图是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s.物体运动的加速度a= ;该纸带是采用 (填“甲”或“乙”)实验方案得到的.
(2)如图a,某同学要测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ,没有打点计时器,他用一滴瓶作计时工具,已知从滴瓶的滴管中每隔一定时间会有一小液滴落下,将滴瓶放在滑块上,取一带有均匀刻度线的长木板,木板水平放置时,滑块放在木板左端,然后轻推滑块,给它一向右的初速度,结果在木板上得到如图b所示的液滴点迹;若将木板的右端A适当抬起,使木板与水平方向成a角,然后让滑块在A端开始下滑,结果在木板上得到如图c所示的液滴点迹,则根据图b、c可计算得到动摩擦因数μ= .
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
一物理兴趣小组用以下装置测量滑块与长为L=1m的轨道之间的滑动摩擦因数以及探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。
(1) 测量滑块与轨道之间的滑动摩擦因数。
轨道上安装有两个光电门,其中光电门1的位置可移动。当一带有宽度为d=1cm的遮光条的滑块自轨道上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光条通过光电门1、2所用的时间分别为Δt1、Δt2。使滑块以一定初速度下滑,调节轨道右端距桌面的高度,最终使Δt1 =Δt2 ,并用米尺测量出轨道右端距桌面的高度h="25cm" ;则滑块与轨道之间的滑动摩擦因数 μ=________;
(2) 探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。
撤掉光电门2,保持实验(1)中h不变,在轨道右端安装一光滑的定滑轮,用细绳连接滑块与力传感器(与电脑相连,其所受拉力可直接由电脑显示),细线横跨过定滑轮,传感器连接一重物,如图所示,操作:遮光条与光电门1距离x可从刻度尺上读出,通过改变光电门的位置,来获得多组数据;每次均由轨道底(低)(此处最好改为同一位置)端无初速度释放滑块,与光电门相连的计时器显示出每次遮光条通过光电门1所用的时间Δt,并做好记录,如下表所示
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
x(cm) | 10.0 | 22.6 | 50.0 | 62.4 |
Δt(s) | 0.0101 | 0.0067 | 0.0045 | 0.0040 |
V(m/s) | 0.99 | 1.50 | 2.24 | |
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(每空3分,共计12分)为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如图(a)所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触良好.
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图(b)所示,其示数为d= mm.
(2)实验时闭合开关,调节P的位置,记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据,如下表:
请根据表中数据在图(c)上作U-I关系图线,根据图象求电源的内阻r= Ω.
(3)图(d)是根据表中数据作出的U/I-x关系图象,由图象求出电阻丝的电阻率ρ为 Ω·m(保留两位有效数字).
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用多用表进行某次测量,指针的位置如图所示,若选择的挡位在“直流电压500V”,则指针读数为 V;若选择的挡位在“电阻×10”,则指针读数为 Ω;
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像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出),用米尺测量两光电门的间距为l,小车上固定着用于挡光的窄片K,窄片的宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2,已知l>>d。
(1)则小车的加速度表达式a=____________(用l、d、t1和t2表示);
(2)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线.如图中的实线所示,则图线不通过坐标原点O的原因是______________________;
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(4分)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,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.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为 N/m.图线不过原点的原因是由于 。
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(6分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中的示数为_______N(保留两位有效数字)。
(2)下列的一些做法中,哪些是该实验中必须的实验要求_________。(请填写选项前对应的字母)
A.弹簧测力计应在使用前校零
B.实验中必须保证OB水平
C.应测量重物M所受的重力
D拉线方向应与木板平面平行
E.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
F.改变拉力,进行多次实验,每次都要使AO与OB的夹角不变
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法。
①_______________________________________________;
② ________________________________________________________。
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
有一个小灯泡上标有“4 V、2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性图线.现有下列器材供选用:电压表(0~5 V,内阻10 kΩ),电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω),滑动变阻器(10 Ω,2 A),学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(1)实验时,应选下面两图中_______(甲,乙)电路图来完成实验
(2)根据所选电路图,将下面的实验器材用实线连接成实物电路图,图中部分连线已经连接好,请你完成其余的连线.
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