某实验小组利用如图所示的装置测量温度:A是容积较大的玻璃泡,A中封有一定量的空气,B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管,管壁有温度刻度标志,管下端开口插入水银槽中,管内外水银面高度差为h.
(1)h越大,温度读数越______(填“大”或“小”);
(2)试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的;
(3)利用此装置测温度时,如果大气压强增大△P(cmHg),读出的温度值变大还是变小?如何进行修正?
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。
⑴实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的
Δt1 Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d = mm。
⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出 和 (写出物理量的名称及符号)。
⑷若上述物理量间满足关系式 ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度,他设计的实验装置如左下图所示.他先在某一叶片边缘粘上一小条弧长为△l的反光材料,当该叶片转到某一位置时,用光传感器接收反光材料反射的激光束,并在计算机屏幕上显示出矩形波,如右下图所示,屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-2s.则矩形波的“宽度”所表示的物理意义是______;电风扇的转速为_____转/s;若△l为10cm,则叶片长度为_____m.
假设我们已经进入了航天时代,一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X星球,准备用携带的下列器材测量X星球表面的重力加速度g,这些器材是:
A.钩码一盒,质量未知且各钩码质量不等 B.重锤一个(带夹子),质量未知
C.带孔金属小球一个,直径已知为d
D.电源(带有开关),可输出频率为f的交流电压,可满足实验要求
E.无弹性的丝线若干根 F.导线,开关若干
G.刻度尺1把 H.测力计1个
I.天平1台(含砝码1盒) J.电磁打点计时器1台(含复写纸片、纸带)
K.电子秒表1个
L.带有光控计时器的实验平板一块.在平板两端各有一个光控门,同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块,该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间
M.支架:能满足实验所需的固定作用
到达X星球后,三个学生从以上器材中选择各自所需的器材(同一器材可以重复选用),用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g的值.
现请你完成他们所做的实验:
实验一:(已经完成)
(1)器材有:A、H、I
(2)主要的实验步骤是:
①选取一个合适的钩码,用天平测出质量m
②用测力计测出该钩码的重力F
③计算重力加速度的表达式为
实验二:
(1)选用的器材有_________________
(2)写出主要的实验步骤(简明扼要).
______________________________________________________________
⑴如图是一位同学做“探究动能定理”的实验装置.
①他让一重物拉着一条纸带自由下落,通过打点计时器在纸带上打下的点,再取纸带的一段进行研究.那么测定重力做功和物体动能的增加量时,需要用 测量这一段的 ,并计算重物在这一段运动的初速度和末速度。
②该同学计算了多组动能的变化量,画出动能的变化量与下落的对应高度的关系图象,在实验误差允许的范围内,得到的-图应是如下的 图。
⑵某同学通过连接下图(a)实验器材来描绘额定电压为2.0V,额定功率为1.0W的小灯泡L的U—I图线(要求L的电流从零开始).其中电源的电动势为3V。
①该同学有两条连线是错误的,请在图(a)中对错线打“×”,并画出正确连线。
②他根据实验数据,计算并描绘出U-I的图象如图(b)所示。由图象可知,当所加电压为0.8V时,灯丝电阻为_______Ω,灯泡实际消耗的电功率为________W;而由此图可知小灯泡L的电阻随着电压的增大而 。(计算结果保留二位有效数字)
在“利用单摆测重力加速度”的实验中。
(1) 某同学用刻度尺测得摆线长为0585m,用如图甲所示的游标卡尺(标尺上有10个等分刻度)测摆球直径,用如图乙所示的秒表记录单摆振动50次所用的时间。由图甲读出摆球直径为_____________m,单摆振动50次所用的时间为____________ S
(2)若测得摆球直径为d,摆线长为l,周期为T,请写出重力加速度的计算式g=______
测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A 待测电压表(量程3V,内阻约3KΩ
B 电流表(量程3.4,内阻约0.01Ω) —块 ,
C定值电阻(R=3kΩ,额定电流0.5A) —个
D 电池组(电动势略小于3V,内阻不计)一组
E 开关两只
F 导线荇干
(1) 首先,用多用电表进行粗测:多用电表电阻挡有4个倍率,分别是X1KΩ X100Ω、 x1OΩ、X1Ω。该同学选样倍率,用正确的操作方法测量,发现指针偏角太小(接近左端)为了较准确地进行测量,他又将选择幵关拨到了与x1OΩ郐近的倍率上,若这时刻度盘上的指针位置如图所示,那么测量结果是______Ωp
(2) 为了史精确地测出此电压.表内阻,该同学设计了如图所示的牢、乙两实验电路。你认为其中较合理的是_______ (填“甲”或“乙”)电路
(3) 用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量是______________
用上述所测各物理量表示电压表内阻,其表达式应为Rv=_______
如图甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6V和4V,当只有电压表V2接入电路中时,如图乙所示,示数为9V,电源的电动势为
A. 9.8V B.10V C.10.8V D.11.2V
⑵(12分)在验证“机械能守恒定律”的实验中,一同学进行如下操作;
①将打点计时器水平固定在铁架台上
②将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器。用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方
③先松开纸带,后接通电源,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列的点
④换几条纸带,重做上面的实验
⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点的位置,依次再取四个计数点A、B、C、D。求出相应位置对应的速度及其下落的高度
⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
⑦根据以上测得的数据计算相应的和的值。验证机械能守恒定律
Ⅰ.以上操作有错误的是_________________________;
Ⅱ.实验中选出一条纸带如图所示,其中O点为起始点,A、B、C、D为四个计数点,打点计时器所选用电源是频率为50的交流电,用最小刻度为1mm的刻度尺,测得OA=11.13m,OB=17.69m,OC=25.9m.这三个数据中不符合有效数据要求的是___,在计数点A和B之间,B和C之间各还有一个点,重锤的质量为,根据以上数据,当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了___,这时它的动能是__.()
Ⅲ.实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量,其主要原因是______
(1) (7分)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f="50" Hz.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________(填A、B、C、D或E)点读数。
②该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距离用h来表示,他用vc=计算与C点对应的物体的即时速度,得到动能的增加量,这种做法_________(填对或不对)。正确计算公式vc=_________ 。(用题中字母表示)
③如O点到某计数点距离用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_________。
(2)在《测定干电池电动势和内阻》的实验中,某同学所用的电路图如图所示,测得的数据如下表:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
U/V |
1.42 |
1.36 |
1.08 |
1.21 |
1.14 |
1.07 |
I/A |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.20 |
0.24 |
①实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要_________引起的,由于系统误差本实验电动势的测量值E测______真实值E真(填“大于”、“小于”或“等于”)。
用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_________误差。
②在如图给出的U-I坐标系中用已知的数据画出U-I图线(横、纵坐标的起点已经规定好),从图象中可以发现该同学记录的第___________组数据有错误。
③求得电动势E=________V,内阻r=______Ω。(均保留2位有效数字)。
I.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
①在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
②他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0= cm,劲度系数k= N/m。
③他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x= cm。
Ⅱ.某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验:
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流1A; |
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约; |
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约; |
D.电压表V:量程0~15V,内阻约; |
E.滑动变阻器R1:最大阻值;
F.滑动变阻器R2:最大阻值;
G.开关.导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是_______(填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据所选的器材在题给的方框内画出实验的电路图。
(3)握住乳胶管两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L,电阻R的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
长度L(cm) |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
40.0 |
45.0 |
电阻R() |
1.3 |
2.1 |
3.0 |
4.1 |
5.3 |
6.7 |
为了研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是____________。
(1)一同学用多用电表测量一电器元件电阻约40k,选用×10倍率,操作正确,此时刻度盘上的指针在图甲位置,则该同学紧跟下来的做法主要有 ,正确操作后,指针在图乙位置,则该元件电阻值为
(2)为了更精确地测出其阻值,该同学去实验室借用器材,实验员替他准备了下列器材:
A.直流电流表A1(0~l00A,r1≈lk) |
B.直流电流表A2(0~500A,r2≈200) |
C.直流电压表V1(0~15V,R1≈l00k) |
D.直流电压表V2(0~50V,R2≈500k) |
E.直流电源E(电动势为12V、r=4)
F.滑动变阻器R(0~lk,功率1W)
G.开关一个、导线若干
则该同学应选用电流表 (填A1或A2),电压表 (填V1或V2),并在虚线框内画出测量电路图。
某实验小组设计了如图(a)的实验电路,通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流,用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况,用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况,二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。某次实验中得到的B-t、E-t图像如图(b)所示。
(1)试观察比较这两组图像,可得出的定性结论是(请写出两个结论):
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
(2)该实验小组利用两组图像求出六组磁感应强度变化率(ΔB/Δt)和对应的感应电动势E的数据,并建立坐标系,描出的六个点如图(c)所示。请在图(c)中绘出E-ΔB/Δt的图线;
(3)在该实验中,若使用的副线圈的匝数为100匝,则由图线可求得该副线圈的横截面积为___________ cm2。
某实验小组测量电源的电动势及内阻,可供选择的器材有:
A.电源(E约为4.5V,r约为1.0Ω)
B.电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电流表A(0~250mA,内阻约为0.8Ω)
D.定值电阻R0=14Ω
E.滑动变阻器R1(0~50Ω,)
F.滑动变阻器R2(0~10Ω)
G.电键S,导线若干
(1)为了获得更多的实验数据,实验中应选用的滑动变阻器为 ;(用器材序号表示)
(2)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号标出;
(3)该小组同学通过正确的实验步骤得到实验数据如下表所示,请在坐标纸上画出U-I图
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
U(v) |
3.00 |
2.50 |
2.00 |
1.50 |
1.00 |
I(mA) |
100.7 |
134.2 |
197.8 |
201.3 |
234.9 |
下列有关高中物理实验的描述中,正确的是: 。
A.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,拉橡皮筋的细绳要稍长,并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行,同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上 |
B.在“研究平抛物体的运动”的实验中,必须要用秒表测出平抛物体的运动时间 |
C.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,弹簧必须水平使用,以克服弹簧所受重力对实验的影响 |
D.在测量电动势和内阻的实验中,最好使用新电池。 |
在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中。
(1)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某小组的同学利用实验得到的纸带,共设计了以下四种测量方案,其中正确的是
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v = t计算出瞬时速度v;
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v2=2gh计算出瞬时速度v;
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h;
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v。
(2)已知当地重力加速度为g,使用交流电的频率为f。在打出的纸带上选取连续打出的五个点A、B、C、D、E,如图10所示。测出A点距离起始点O的距离为s0,A、C两点间的距离为s1,C、E两点间的距离为s2,根据前述条件,如果在实验误差允许的范围内满足关系式__ _____,即验证了物体下落过程中机械能是守恒的。而在实际的实验结果中,往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减小量,出现这样结果的主要原因是_________________。