用如图(甲)所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系(交流电频率为50Hz):
(一)下图所示是某同学通过实验得到的一条纸带,他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上。根据下图可知,打下E点时小车的速度为____m/s.小车的加速度为____m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)
(二)另一同学在该实验中得到如下一组实验数据(表中F表示细线对小车的拉力,a表示小车的加速度):
0.196 | 0.294 | 0.392 | 0.490 | 0.588 | |
0.25 | 0.58 | 0.90 | 1.20 | 1.53 |
(一)0.20m/s、0.40m/s2(误差在0.02范围内均可得分)
(二)(1)如图(图线作成折线或曲线均不能得分)
(2)AB
解析试题分析:(一)正确解答本题要注意:刻度尺读数时要进行估读;匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度;求加速度时可以利用,可以根据加速度的定义式。
①因为相邻两个计数点之间还有4个实际点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s.
②利用匀变速直线运动的推论得:。
(二)图象说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
图象说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明合外力为0,即绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够.故AB正确而CD错误.
故选AB.
考点:测定匀变速直线运动的加速度,探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
点评:(1)匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的平均速度在纸带问题上非常常用,需要熟练掌握,纸带上求解加速度一般就是逐差法和v=v0+at,要灵活应用.(2)要注意单位换算和有效数字问题.(3)只要掌握了实验原理就能顺利解决此类题目,就能举一反三,所以要注意基本原理的学习.
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如图(甲)所示为一种研究高能粒子相互作用的装置,两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成(整个装置处于真空中。图中只画出了6个圆筒,作为示意),它们沿中心轴线排列成一串,各个圆筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。设金属圆筒内部没有电场,且每个圆筒间的缝隙宽度很小,带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计。为达到最佳加速效果,应当调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期,粒子每次通过圆筒间缝隙时,都恰为交流电压的峰值。
质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后,从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道,且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切。在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1、A2、A3……An,共n个,均匀分布在整个圆周上(图中只示意性地用细实线和细虚线了几个),每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度和方向均相同的匀强磁场,磁场区域都是直径为d的圆形。改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整,可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的一条直径的两端,如图(乙)所示。这就为实现正、负电子的对撞作好了准备。
(1)若正电子进入第一个圆筒的开口时的速度为v0,且此时第一、二两个圆筒的电势差为U,正电子进入第二个圆筒时的速率多大?
(2)正、负电子对撞时的速度多大?
(3)为使正电子进入圆形磁场时获得最大动能,各个圆筒的长度应满足什么条件?
(4)正电子通过一个圆形磁场所用的时间是多少?
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Ⅰ(10分)根据有关实验,回答问题:
(1)如图(甲)中螺旋测微器读数为 ________mm
(2)探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图(乙)所示。把带有滑轮的长木板左端垫高,在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带打出一行小点,如果 ,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。
(3)某同学在做验证机械能守恒定律的实验中,使用50Hz交变电流作电源,在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,他测量了C点到A点、和E点到C点的距离,如图(丙)所示。则纸带上C点的速度 m/s,重物的加速度为_______________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
Ⅱ(8分)用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻,提供的器材如图所示
(1)用实线代表导线把图(甲)所示的实物连接成测量电路.(两节干电池串联作为电源,图中有部分线路已连接好)
(2)图(乙)中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,按照这些实验值作出U—I图线,由此图线求得的电源电动势E = v,内电阻r = Ω.(结果保留小数点后两位数字)
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