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某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)

(1)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为          m/s2.(保留三位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:

实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s–2
0.633
0.572
0.497
0.418
0.332
0.250
0.167
0.101
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
小车质量倒数
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在方格坐标纸中画出图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是      

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点,其主要原因是      

(1)0.51m/s2(2) ,图像见解析 (3)没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.

解析试题分析:(1)由纸带可看出,
△x=0.51cm,
△t=5×0.02s=0.1s,
所以;
(2)由图表分析可知物体加速度a的6倍等于物体质量的倒数即;根据图表在坐标纸上描点,然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来,图象如图所示;

(3)图线中当F≠0时物体的加速度a=0,即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度,故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力,所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.
考点:探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(12分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
 
(1)若取小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和砂的质量 m的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是     

A.m1=5g    B.m2=1kg C.m3=10g D.m4=400g
(2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先               ,该操作是否成功,判断的依据是                               .
(3)假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内,令F=mg为横轴,则a F图象中斜率的物理意义是                             .

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(1)用落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的 (   )

A.天平 B.4~6V的低压直流电源
C.刻度尺 D.秒表
(2)在使用重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,选定了一条较为理想的纸带,如下图所示。O为起始点,以后各点依次记为1、2、3……,纸带上所打的各点记录了重锤在不同时刻的位置,测得的S1、S2、S3……是重锤从开始运动到各时刻的位移,重物由O点运动到“4”点,势能的减少量的表达式为          ,动能的增量表达式为_______ (重锤质量为m,打点计时器的打点周期为T),实验结果发现动能增量总       (填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量,主要的原因是:              

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了  J;此时重锤的动能比开始下落时增加了   J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是      .(重锤质量m已知)

②在图乙所示的纸带基础上,某同学又选取了多个计数点,并测出了各计数点到第一个点O的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出的图线应是如下图中的  .图线的斜率表示  

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件.某同学利用如图a所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系.图中R0=2Ω,电压表、电流表均可视为理想电表.
①实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻的阻值,通过测量得到该电池的U—I曲线a(见图c).则由图象可知,当电流小于200 mA时,该硅光电池的电动势为    V,内阻为       Ω.
②实验二:减小光照强度,重复实验,通过测量得到该电池的U—I曲线b(见图c).
 

在做实验一时,调整R的阻值使电压表的读数为1.5V;保持R的阻值不变,在实验二的光照强度下,可调电阻R的电功率为       mW(保留两位有效数字).
③用“笔画线”代替导线,将图b中的器材按图a所示电路连接起来.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(1)某同学利用图甲的实验装置来进行 “探究加速度与物体所受合力F的关系”的实验。实验时,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是:沙和沙桶的总质量       (填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)滑块的质量。该同学保持滑块的质量不变,改变沙的质量,再根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线(如图乙所示),说明此图线不通过坐标原点的原因是:             

(2)该同学又利用了这个实验装置进行“合外力做功与速度变化的关系”的实验。在满足上述条件的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,已知纸带上相邻两点间的时间间隔为T,在打点计时器打出的纸带上取两点p、q(如下图)。图中的L和xp、xq的长度已经测出。则本实验最终要验证的数学表达式为:                       。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。

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(9分)某实验探究小组要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:

A.待测干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω) 
B.电压表V(0~1.5V) 
C.电阻箱R(0~999.9Ω) 
D.电键和导线若干 
该小组根据以上实验器材设计了如图所示的电路来测量电源的电动势和内阻。
(1)实验的主要步骤如下:
①按照电路图连线;
②调节电阻箱R的阻值至最大值;
③将开关S闭合,逐渐调节电阻箱R,记下此时电阻箱的阻值和电压表的示数如下表所示:
次数
 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
电阻箱读数R/Ω
 
20
 
15
 
10
 
5
 
2
 
1
 
电压表读数U/V
 
1.37
 
1.35
 
1.33
 
1.27
 
1.12
 
0.93
 
-1
 
0.05
 
0.067
 
0.1
 
0.2
 
0.5
 
1
 
/ V-1
 
0.73
 
0.74
 
0.75
 
0.79
 
0.89
 
1.07
 
④为了利用图像法处理数据,该小组的同学画出了U—R(如图甲所示)和(如图乙所示)坐标图,请你帮助该小组同学,利用表格中的有关数据,在U—R和坐标图中描点、连线。
(2)为了能根据图象较直观地求出干电池的电动势和内阻,两个图像比较合适的是        (选填“甲”或“乙”)。
(3)根据你所选择的合适的图像,该干电池的电动势为      V;内阻为    Ω。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(10分)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻.他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图.

A.电压表V(15V,10kΩ)
B.电流表G(量程3.0mA,内阻Rg为10Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为0.5Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻R3=990Ω
G.开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电压表是因为________;
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联,实际上是进行了电表的改装,则他改装的电压表对应的量程是________V;
(3)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号);
(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据,并根据这些数据绘出了如上图所示的图线,根据图线可求出干电池的电动势E=________V(保留3位有效数字),干电池的内阻r=________Ω(保留2位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(8分)某金属材料制成的电阻Rr阻值随温度变化而变化,为了测量Rr在0到100℃之间的多个温度下的电阻阻值。某同学设计了如图所示的电路。其中A为量程为1mA、内阻忽略不计的电流表,E为电源,R1为滑动变阻器,RB为电阻箱,S为单刀双掷开关。

①完成下面实验步骤中的填空:
a.调节温度,使得Rr的温度达到T1
b.将S拨向接点l,调节_______,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流表的读数I;
c.将S拨向接点2,调节_______,使_______,记下此时电阻箱的读数R0
d.则当温度为T1时,电阻Rr=________:
e.改变Rr的温度,在每一温度下重复步骤②③④,即可测得电阻温度随温度变化的规律。
②由上述实验测得该金属材料制成的电阻Rr随温度t变化的图象如图甲所示。若把该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg=100)、电阻箱R串联起来,连成如图乙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
a.电流刻度较大处对应的温度刻度_______;(填“较大”或“较小”)
b.若电阻箱取值阻值,则电流表5mA处对应的温度数值为_______℃。

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