用电磁打点计时器、平板(光滑)、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验,如图是学生即将释放小车之前的实验装置图.该装置图中有3处明显错误,它们分别是:
(1)_____________________________________________________________;
(2)_____________________________________________________________;
(3)_____________________________________________________________.
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如图甲所示,是某同学验证动能定理的实验装置.其步骤如下:
a.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带.合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑.
b.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M.
c.取下细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出),O为打下的第一点.已知打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g.
(1)步骤c中小车所受的合外力为 .
(2)为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为x0,OC间距离为x1,则C点的速度为 .需要验证的关系式为 (用所测物理量的符号表示).
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(11分)某同学用如图1所示的实验装置研究滑块在水平桌面上的运动,实验步骤如下:
a.安装好实验器材。
b.释放滑块,使滑块沿水平桌面运动,位移传感器每隔0.1s给出一次滑块与位移传感器之间的距离。该同学取出一部分数据,并将第一组数据做为记时零点,如下表所示。
时刻(s) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
距离(m) | 0.100 | 0.111 | 0.135 | 0.173 | 0.224 | 0.289 | 0.367 | 0.459 | 0.564 | 0.683 | 0.815 |
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(4分)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.(g=9.8m/s2)
(1)作出m-l的关系图线;
(2)弹簧的劲度系数为 N/m.(保留三位有效数字)
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(8分)两位同学用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须满足的条件是 。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式 时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式 时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式 时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
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(18分)进行“验证机械能守恒定律”的实验:
(1)现有以下器材:带铁夹的铁架台,打点计时器以及复写纸、纸带,导线,还需要的器材是______________________、______________________、______________________;
(2)下列选项中,属于系统误差的是( );属于偶然误差的是( );
A.打点计时器对纸带的阻力
B.测量纸带上的点距时存在的误差
C.测量点距时,将6个点误计为7个点
D.用秒表测量下落时间,由公式算出重物下落的高度
E.重物和纸带下落过程中受到空气阻力
(3)选出一条纸带如图所示,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,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=19.10cm,OC=27.29cm, 在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2 。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了__________J;此时重物的动能比开始下落时增加了__________J。(结果均保留三位有效数字)。 实验结论是_____________________________________。
(4)乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率数值上近似等于(填代号)__________
A.3.60 B.9.80 C.4.90
图线未过原点O的原因是________________________________________________ 。
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用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.已知m1=" 50g" 、m2=150g.某同学处理数据时,做出了图象,若由图象求出的重力加速度与当地的重力加速度在误差范围内相等,则验证了机械能守恒定律.该同学由图象求出的重力加速度g = m/s2(结果保留两位有效数字)
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(13分)(1)一阻值约为30kΩ的电阻R,欲用伏安法较准确地测出它的阻值,备选器材有:
A、电源(E=16V,r=2Ω) B、电源(E=3V,r=0.5Ω)
C、电压表(量程0~15V,内阻50kΩ) D、电压表(量程0~3V,内阻10kΩ)
E、电流表(量程0~500μA,内阻500Ω) F、电流表(量程0~1mA,内阻250Ω)
G、滑动变阻器(阻值0~200Ω) H、开关一只,导线若干
(a)上面器材中适合本实验要求的是 (只填器材的符号)
(b)画出实验电路图
(2)有一小灯泡,标有"10V,2W"的字样,现用如图甲所示的电路,测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系.实验中需要测定通过小灯泡的电流和它两端的电压.现备有下列器材:
A.直流电源,电动势12V,内电阻不计
B.直流电流表,量程0.6A,内阻约为0.1W
C.直流电流表,量程300mA,内阻约为5W
D.直流电压表,量程15V,内阻约为15kW
E.滑动变阻器,最大电阻5W,额定电流2A
F.滑动变阻器,最大电阻1kW,额定电流0.5A
G.开关,导线若干
(a)为了尽可能提高实验精度,实验中所选电流表为______,所选滑动变阻器为______(只填所列选项前的字母)
(b)图甲中电压表未接入电路的一端应接于______点(填"a"或"b")
(c)根据完善后的电路图,将图乙中所给实物连成实验电路.
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(12分)在做测量一电源的电动势和内电阻的实验时,备有下列器材:
A.定值电阻: |
B.直流电流表(量程0~0.6A,内阻不能忽略) |
C.直流电压表(量程0~3V,内阻较大) |
D.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω) |
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