某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。
(1)在此实验中,此同学先接通计时器的电源(频率为50Hz),再放开纸带,如图乙是在m=100g,M=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,其中sA=42.05cm,sB=51.55cm,sC=62.00cm,则小车的加速度为a=___________m/s2,打B点时小车的速度vB=_______m/s(保留2位有效数字)
(2)一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时,保持沙和沙桶的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图像法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该作a与_______的关系图像。
(3)在此实验中,要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒,实验数据应满足的关系是_________________________。(用上题的符号表示,不要求计算结果)。
某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究:
(1)当地的重力加速度是多少?
(2)如何测定物体下落过程中某一位置的速度?
(3)下落过程中机械能是否守恒?此同学依据以下问题设计了如下实验方案:
如图甲所示,将打点计时器(频率为)固定在铁架台上,先打开电源而后释放重物,重物带动纸带从静止开始下落,打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示。在纸带上取出若干计数点,其中每两个计数点之间有四个点未画出。
①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需 (填字母代号)中的器材。
A.交流电源、天平及毫米刻度尺 |
B.交流电源、毫米刻度尺 |
C.交流电源、毫米刻度尺及砝码 |
D.交流电源、天平及砝码 |
②计算当地重力加速度 。(用,、表示)
③为了提高实验的准确程度,该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据,为使图线的斜率等于重力加速度,除做图象外,还可作 图象,其纵轴表示的是 ,横轴表示的是 。
④如图乙所示,打点计数点5时重物的速度 。(用、、、表示)
⑤该同学选择打计数点5时重物所在的位置为重力势能的零势能点后,若验证从计数点1至计数点5两点间重物的机械能守恒,其表达式为 。
关于多用电表的使用,下列操作正确的是
A.测电压时,应按图甲连接方式测量 |
B.测电流时,应按图乙连接方式测量 |
C.测电阻时,应按图丙连接方式测量 |
D.测二极管的正向电阻时,应按图丁连接方式测量 |
某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材有一个电流表、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R0,一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验.
测得的数据如下表所示:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
R(Ω) |
4.0 |
10.0 |
16.0 |
22.0 |
28.0 |
I(A) |
1.00 |
0.50 |
0.34 |
0.25 |
0.20 |
(1)电路中定值电阻R0的作用是:
__________________________________.
(2)该同学为了用作图法来确定电池的电动势和内电阻,若将R作为直角坐标系的纵坐标,则应取____________作为横坐标.
(3)利用实验数据在给出的直角坐标系上画出正确的图象.
(4)由图象可知,该电池的电动势E= V,内电阻r= ___Ω.
有人说矿区的重力加速度偏大,某兴趣小组用单摆测定重力加速度的实验探究该问题。(1)用刻度尺测得摆长为,测量周期时用到了秒表,长针转一周的时间为30s,表盘上部的小圆共15大格,每一大格为1min,该单摆摆动n=50次时,长短针的位置如图所示,所用时间为t=________s。
(2)用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=__________(不必代入具体数据)。
(3)若有一位同学在实验时测出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2—图象,就可以求出矿区的重力加速度.理论上T2—图象是一条过坐标原点的直线,该同学根据实验数据作出的图象如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因最有可能是___________。
②由图象求出的重力加速度g=_______m/s2(取π2=9.87)。
为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值,某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路。闭合电键S1,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据,并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U—I直线。请回答下列问题:
⑴根据图乙中的M、N两条直线可知( )
A.直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B.直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C.直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D.直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
⑵图像中两直线交点处电路中的工作状态是( )
A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B.该电源在该电路中的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D.该电源在该电路中的效率达到最大值
⑶根据图乙可以求得定值电阻R0= ____Ω,电源电动势E = ___ V,内电阻r = ____Ω。
某同学利用如图甲的实验装置探究测量重力加速度大小。
(1)该同学开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
① ;
② 。
(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带,取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5。若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式VE= ;该同学先分别计算出各计数点的速度值,并试画出速度的二次方(V2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图丙所示,则重力加速度g= m/s2。
(8分)请完成以下两小题.
某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别固定在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
①为完成实验,下述操作中必需的是 .
A.测量细绳的长度 B.测量橡皮筋的原长
C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D.记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是 .
为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
照度(Lx) |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
电阻(k) |
75 |
40 |
28 |
23 |
20 |
18 |
①根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.
②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻Rp,电源E(电动势3V,内阻不计),定值电阻:R1=10k,R2=20k,R3=40k(限选定值电阻其中之一并在图中标出),开关S及导线若干.
将一个物体以初动能E0竖直向上抛出,设所受阻力大小恒定,落回地面时物体的动能为E0/2。若将它以初动能4E0竖直向上抛出,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了 ;落回地面时的动能为 。
如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,bc=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过180°的过程中,感应电动势的平均值为 V;当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为 V。
如图所示的电路中,电源的电动势E=6V,内电阻r =2Ω,定值电阻R1=1Ω,R为最大阻值是20Ω的可变电阻。则电源的最大输出功率为 W;变阻器消耗的最大电功率为 W。
如图所示,在一真空区域中,AB、CD是圆O的两条直径,在A、B两点上各放置电荷量为+Q和-Q的点电荷,设C、D两点的电场强度分别为EC、ED,电势分别为φC、φD,则EC与ED (选填“相同”或“不相同”), φC与φD (选填“相等”或“不相等”)。
由门电路构成的一简单路灯控制电路如图所示,其中R’为光敏电阻,光照时电阻很小,R为变阻器,L为灯泡。其工作情况是:当光敏电阻受到光照时,灯L不亮,不受光照时,灯L亮。虚框内该逻辑电路是 门电路。若路灯系统发生了故障,无论有无光照灯L都亮,经检查发现光敏电阻工作正常,则发生该故障的原因是 。