某同学在验证牛顿第二定律时,设计了如图甲所示的实验装置,经测量可知小车的质量为m1,砝码盘及砝码的总质量为m2,且m2远小于m1。回答下列问题∶
(1)在某次实验时打出了如图乙所示的纸带,已知打点计时器的打点周期为T,图中相邻两计数点间还有四个点未画出,用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6,用上述量写出小车加速度的关系式a=______;
(2)该同学在探究小车加速度与外力的关系时,首先平衡了摩擦力,多次改变盘中砝码的质量,记录了多组加速度与砝码重力F的图像,如图丙所示,若重力加速度g=10 m/s2,则小车的质量为______kg,砝码盘的质量为_____kg。 (保留一位有效数字)
高三物理实验题中等难度题
(18分)Ⅰ.(6分)如图(a)是“验证牛顿第二定律”的实验装置,小车及车中砝码的总质量M远大于盘及盘中砝码总质量m,实验中用盘及盘中砝码的总重力作为小车所受外力。甲、乙两组同学分别独立完成这一实验,并根据测量数据做出了如图(b)所示的a-F图象,
⑴甲组同学所得图象不过坐标原点的原因可能是 ;
⑵甲、乙两组同学实验时,M取值较大的是? (选填“甲”或“乙”);
⑶利用该实验装置,还可以对其它高中物理实验进行研究,请试举一例 ;
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(1)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。
①在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量,通常采用如下两个措施:
A.平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;
B.在调整砝码多少的过程中,要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M.
以上哪一个措施中有何重大错误?(说明错误点)
②如图是上述实验打出的一条纸带,已知打点计时器的打点周期是0.02s,结合图乙给出的数据(单位cm),求出小车运动加速度的大小为_____m/s2,并求出纸带中P点瞬时速度大小为______m/s(计算结果均保留2位有效数字)
(2)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。
①图线________是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“甲”或“乙”);
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m=____________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。
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某同学在验证牛顿第二定律时,设计了如图甲所示的实验装置,经测量可知小车的质量为m1,砝码盘及砝码的总质量为m2,且m2远小于m1。回答下列问题∶
(1)在某次实验时打出了如图乙所示的纸带,已知打点计时器的打点周期为T,图中相邻两计数点间还有四个点未画出,用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6,用上述量写出小车加速度的关系式a=______;
(2)该同学在探究小车加速度与外力的关系时,首先平衡了摩擦力,多次改变盘中砝码的质量,记录了多组加速度与砝码重力F的图像,如图丙所示,若重力加速度g=10 m/s2,则小车的质量为______kg,砝码盘的质量为_____kg。 (保留一位有效数字)
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序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
U/V | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 3.00 |
I/A | 0.05 | 0.08 | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.16 | 0.19 | 0.22 | 0.27 |
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甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到 的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做____________运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m______________小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a=_________m/s2。(结果保留三位有效数字)
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a —图线后,发现:当较大时,图线发生弯曲。于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么,该同学的修正方案可能是_________.
A.改画a与的关系图线 B.改画a与的关系图线
C.改画 a与的关系图线 D.改画a与的关系图线
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(1)(6分)甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车受到的合力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响,将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,轻推小车,能使小车做_______________运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m________小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学在保持小车质量不变的条件下,研究加速度与合力的关系;乙同学在保持合力不变的条件下,研究小车的加速度与质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。
实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a=m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)(12分)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5W);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9W);
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________ mm;
②实验中电流表应选择_____________(选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小。(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)
答:________。
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甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到 的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做____________运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m 小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。下图是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a= m/s2。(结果保留三位有效数字)
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a—图线后,发现:当较大时,图线发生弯曲。于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么,该同学的修正方案可能是 .
A.改画a与的关系图线 |
B.改画a与的关系图线 |
C.改画 a与的关系图线 |
D.改画a与的关系图线 |
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甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。
①(4分)两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做_________ ___运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m________小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系。
②(4分)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a=________m/s2。(结果保留三位有效数字)
③(4分)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a与1/M图线后,发现:当1/M较大时,图线发生弯曲。于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么,该同学的修正方案可能是( )
A.改画a与的关系图线
B.改画a与的关系图线
C.改画 a与的关系图线
D.改画a与的关系图线
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