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题型:简答题
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简答题 · 10 分

光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系, NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2

①该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M >>m,这样做的目的是                                                                 ;

②为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量           ,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a =         ;

③某同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象;

④由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:

正确答案

见解析。

解析

①小车所受合外力大小等于(或约等于)mg

②两光电门之间的距离(或小车由光电门1运动至光电门2所用时间)

 (或

③图略

④木板倾角偏小(或平衡摩擦力不足或未完全平衡摩擦力)

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

如图甲所示的实验装置在力学实验中有重要的应用,设小车的总质量为M,小盘和盘中钩码总质量为m,打点计时器的周期为T,则:

(1)图乙是该装置做研究匀变速运动规律实验时得到的一条纸带,

连续计时点A、B、C、D、E、F、G间距离如图所示。小车

加速度大小的计算式应为a=

(2)下列关于该装置的应用正确的是:(     )

A、可用图甲所示装置研究匀变速运动的规律,但要抬高木板的

右端,以平衡摩擦力。

B、可用图甲所示装置探究加速度与力和质量的关系,平衡摩擦力时,小车应穿上纸带,在小盘和钩码的拉动下恰好匀速运动

C、可用图甲所示装置探究动能定理,要定量研究小车合外力的功和动能变化关系时,需要平衡摩擦力,同时还要满足m<<M

D、可用图甲所示装置验证小车和钩码组成系统的机械能守恒,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力

正确答案

(1)

(2) C

解析


知识点

打点计时器系列实验中纸带的处理探究加速度与物体质量、物体受力的关系验证机械能守恒定律
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.

①   采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比     (填选项前的字母)

A.可以不用平衡摩擦力

B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力, 可以减少误差

C.利用此实验装置不用测量重物的质量

D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量

②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有

四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ

则小车运动的加速度a=_______m/s2.

②保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,请同学们根据测量数据做出a—F图象.③试分析上图中图象不过坐标原点的原因:

(2)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中,

备有如下器材:     

A.干电池

B.电流表(0~0.6A、内阻约0.1

C.灵敏电流计G(满偏电流200μA、内阻rg=500

D.滑动变阻器(0~20、2.0A)

E.电阻箱R

F.开关、导线若干

① 由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程

为2V的电压表,需串联一个阻值为     __________的电阻.

② 改装后采用如图甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线。

③ 在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动

至           (填“端”、“中央”或“ 端”).

④丙图为该实验绘出的I1—I2图线(I1为灵敏电流计G的示数, I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E =_____ V,内电阻r =_____

正确答案

见解析。

解析

(1)①BC    

②0.39m/s2  

③如图

④没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小

(2)①9500  (或者9.5kΩ)

②a端

③1.46-1.49均可   0.80-0.87均可

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系测定电源的电动势和内阻
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题型:填空题
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填空题 · 7 分

(1)如图为“用DIS研究加速度和力、质量的关系”的实验装置。

(1)(多选)有关该实验正确的是(       )

A.实验中小车必须每次从同一位置释放

B.改变钩码数量时导轨的倾斜角度不需改变

C.当钩码数量变化时小车的质量应保持不变

D.钩码连接小车的细线不必平行于轨道

(2)(单选)改变所挂钩码的数量,多次重复测量,得到a-F关系图线(如图所示)。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(       )

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所用小车的质量太大

D.所挂钩码的总质量太大

正确答案

(1)  BC      

(2) C

解析


知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系
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题型:简答题
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简答题 · 7 分

(1)用拉力传感器和速度传感器“探究加速度与物体所受外力F的关系”实验装置如图甲所示,其中带滑轮的长木板始终处于水平位置。实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小,在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器,记录小车到达A、B两位置时的速率为

①用本题中测得的物理量写出加速度的表达式:_________;

②本题中是否需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系?_________(填“需要”或“不需要”);

③实验得到的图线可能是图乙中的_________,因为_________。

(2)某同学通过实验测绘标有“3.8V  0.3A” 的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。

①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择

电流表A(量程0.6A,内阻约0.3);

电压表V(量程5V,内阻约5k);

滑动变阻器(阻值范围0~10);

滑动变阻器R2(阻值范围0~2 k);

电源(电动势为6V,内阻约为1);

电源 (电动势为4V,内阻约为20)

为了调节方便,测量准确,滑动变阻器应选_________,电源应选_________(填器材的符号);

②在虚线框内画出实验原理图;

③根据实验数据,计算并描绘出R—U的图象如图所示。由图象获取的数据可知,当所加电压为3.00V时,通过灯丝的电流为_________A,灯泡实际消耗的电功率为_________W。

正确答案

(1)①;②不需要;③C,没有平衡摩擦力

(2)①R1 ,E1;②电路图如图所示;③0.26, 0.78

解析

略。

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系描绘小电珠的伏安特性曲线
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系.实验中,已通过调节长木板的倾角平衡了摩擦力.

①若小车的总质量为M,砝码和砝码盘的总质量为m(m<<M),重力加速度为g,可认为小车释放后受到的合外力大小为

②实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,选择某点为起始点O,隔一定距离后取连续打出的点A.B.C.D…,测出O到上述各点的距离分别为x1、x2、x3、x4…,计算OA.OB.OC.OD…段的平均速度大小分别为 、 、 、 ….以平均速度 为纵坐标,相应的运动时间t为横坐标,作出 -t图象如图丙所示,图线纵轴截距的物理意义是           ;如果图线的斜率为k,则小车的加速度大小为           .

正确答案

①mg

②O点的瞬时速度;2k.

解析


知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系
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题型:填空题
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填空题 · 18 分

(1)某同学用右图的实验装置探究加速度与力的关系,他在气垫导轨旁安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A 处由静止释放,滑块与气垫导轨摩擦阻力为零,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。

① 实验时,用(选“游标卡尺”或“毫米刻度尺”)测量遮光条的宽度d,

将滑块从A 位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,

还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的________。

② 下列不必要的一项实验要求是。

a,应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

b,应使A 位置与光电门间的距离适当大些

c,应将气垫导轨调节水平

d,应使细线与气垫导轨平行

③ 改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用① 问中已测

物理量和已给物理量写出M和F 间的关系表达式F=________。

(2)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻,此干电池的工作电流不能超过0.6 A,他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图(图甲、乙)。

a,电压表 (量程3 V,内阻RV=10 kΩ)[]

b,电流表 (量程3 mA,内阻Rg=100 Ω)

c,单量程电流表 (量程 3 A,内阻约为 0.5 Ω)

d,滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)

e,滑动变阻器R2(0~100 Ω,1 A)

f,定值电阻R3=0.5 Ω

g,开关S 和导线若干

① 最后该同学没有选用直接用单量程电流表的电路(即甲图所示电路),原因是______________

② 该同学选用乙图所示电路,该电路将电流表与定值电阻R3并联,然后用这个并联电路替代电流表,达到测量电流之目的,它能测量的最大电流是_______A.

③ 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________ (填

写器材编号)。

④ 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表的读数为横坐标,以电压表的读数为纵坐标绘出了如图丙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=________V(保留三位有效数字),电源的内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。

正确答案

(1)① 游标卡尺(2 分) 时间t(2分) ② A (2分) ③(2 分)

(2)(每空2 分,共10分)

① 电流表A的量程与被测电流值相比较太大;② 0.603 (填0.6 或0.60也可);③ D

(填R1也可);④ 1.48, 0.84(0.70~0.90之间也可)

解析

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系测定电源的电动势和内阻
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

图示是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置,将光电门固定在轨道上的某点B,用一个钩码通过滑轮拉动小车,使小车从A点由静止开始运动,测出小车上挡光板通过光电门的时间

(1)若挡光板的宽度为d,AB间距离为,则小车的加速度     。

(2)该同学用不同重力的钩码拉小车,测出对应不同外力时的,然后经过数据分析,分析F与的关系,从而得出了加速度与外力F成正比的结论,在该实验中,下列哪些项是必须做到的(多选)

(A)确保钩码的质量要与小车的质量差不多

(B)每次改变钩码,需要测量其质量(或重力)

(C)开始前首先要测量小车的质量

(D)需要测出AB间的距离

(E)每次测量要保持小车从同一点静止出发

(F)不论轨道光滑与否,轨道一定要保持水平

正确答案

(1)

(2) B E

解析


知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)某同学利用如图所示的实验装置,探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系。

①除备有4个50g钩码外,另有下列实验器材备选:

A. 质量为300 g小车

B. 质量为2.2 kg小车

C. 输出电压4—6V直流电源

D. 输出电压3.6—5.6V交流电源

为尽量保证实验成功,你选用的实验小车为________,电源为________(填字母代号)。

②某同学正确选择实验器材后,通过实验得到如图所示的a—F图象,造成图线未过坐标原点的原因是________。

(2)现有一电动势E约为9 V,内阻r约为40 Ω的电源,最大额定电流为50 mA,现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只,另有若干定值电阻、开关和导线等器材,为测定该电源的电动势和内阻,某同学设计了如右图所示的电路进行实验,请回答下列问题:

①实验室备有以下几种规格的定值电阻R0,实验中应选用的定值电阻是________。

A. 200Ω                 

B. 2kΩ

C. 4kΩ              

D. 10kΩ

②实验时,应先将电阻箱的电阻调到________ (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) ,目的是:________。

③该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据记录的多组数据,作出如图所示的图线,根据该图线可求得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。

正确答案

(1)① B,  D;②平衡摩擦力过大

(2)① C;② 最大值,保证电源的安全;③ 8.6,36

解析

略。

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系测定电源的电动势和内阻
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

某中学的物理研究性学习小组用如图所示的装置验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”。给定的器材有:一倾角可以调节的很光滑的长木板、小车、秒表、刻度尺。完善以下实验步骤:

①在斜面上方确定一个点A1,用刻度尺测量A1与斜面底端A2之间的距离s。

②让小车自A1点从静止开始下滑至A2点,记下所用的时间t,则小车的加速度a=

_______________。

③用刻度尺测量A1相对于A2的高h。已知小车质量为m,当地的重力加速度为g,则小车所受的合外力F=___________。

④改变斜面倾角,然后重复上述②③的测量。

⑤用图象处理所得到的数据。要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一结论,如果以h为横坐标,得到的图线是一条过原点的直线,则纵坐标是_________。

正确答案

          

解析


知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系
下一知识点 : 探究影响摩擦力的大小的因素
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