【正文】 軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器 A 、 B , 滑塊 P 上固定一遮光條。若光線被遮光條遮擋 , 光電傳感器會輸出高電壓 ,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連。滑塊在細線的牽引下向左加速運動 , 遮光條經(jīng)過光電傳感器 A 、 B 時 , 通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓 U 隨時間變化的圖象。 甲 乙 丙 ( 1 ) 實驗前 , 接通電源 , 將滑塊 ( 不掛鉤碼 ) 置于氣墊導(dǎo)軌上 ,輕推滑塊 , 若圖乙中的Δ t 1 Δ t 2 , 說明氣墊導(dǎo)軌 ( 填“左”或“右” ) 端偏高。 ( 2 ) 用游標卡尺測遮光條寬度 d , 測量結(jié)果如圖丙所示 , 則 d= mm 。 ( 3 ) 滑塊 P 用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為 m 的鉤碼 Q 相連 , 將滑塊 P 由圖甲所示位置釋放 , 通過計算機得到的圖象如圖乙所示 , 若Δ t 1 、Δ t 2 和 d 已知 , 要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒 , 還應(yīng)測出 和 ( 寫出物理量的名稱及符號 ) 。 ( 4 ) 若上述物理量間滿足關(guān)系式 , 則表明在上述過程中 , 滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。 【解析】滑塊做加速運動 , 說明氣墊導(dǎo)軌右端偏高 。 由圖可得 d= 2 . 20 mm , 若要驗證系統(tǒng)機械能守恒還需測出兩光電門間 距離 L 和滑塊總質(zhì)量 M 。若鉤碼重力勢能的減少在數(shù)值上等于鉤碼和滑塊動能的增加 , 則系統(tǒng)機械能守恒。 【答案】 ( 1 ) 右 ( 2 ) 2 . 20 ( 3 ) 滑塊總質(zhì)量 M 兩光電傳感器 A 、 B 間距離 L ( 4 ) mgL=12( M+m )(??Δ ?? 2)212( M+m ) 178。 (??Δ ?? 1)2 3 . 下面幾個實驗都用到了電磁打點計時器或電火花打點計時器 : ① 運用裝置甲完成“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗 ② 運用裝置乙完成“驗證機械能守恒定律”實驗 ③ 運用裝置丙可以完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗 ④ 運 用裝置丙可以完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗 ( 1 ) 運用裝置丙完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗是否需要平衡摩擦阻力 ? ( 填“是”或“否” ) 。 ( 2 ) 圖丁為某同學(xué)在一次實驗中打出的一條紙帶的一部分 ,若所用電源的頻率為 50 Hz , 圖中刻度尺的最小分度為 1 mm ,請問該條紙帶是以上四個實驗?zāi)囊粋€實驗時得到的 ? ( 填實驗的代碼 ①②③④ ) 。 ( 3 ) 由圖丁的測量 , 打 C 點時紙帶對應(yīng)的速度為 m/s ( 保留三位有效數(shù)字 ) 。 【解析】 ( 1 ) 裝置丙的小車做勻加速運動 , 只需保證加速度恒定即 可 , 不需要平衡摩擦阻力。 ( 2 ) 圖丁的紙帶相鄰相等時間內(nèi)的位移差Δ x ≈ 0 . 40 cm ,加速度 a=Δ ????2≈ 10 m/s2, 對于圖丁的實驗是應(yīng)用落體法驗證機械能守恒。 ( 3 ) 打 C 點時紙帶對應(yīng)的速度為 v C =13 . 65 7 . 560 . 04179。10 2m/s = 1 . 52 m/s 。 【答案】 ( 1 ) 否 ( 2 ) ② ( 3 ) 1 . 52 ( 1 . 50 ~ 1 . 56 ) 4 . 某同學(xué)利用圖甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數(shù)。將該彈簧豎直懸掛起來 , 在自由端掛上砝碼盤 , 通過改變盤中砝碼的質(zhì)量 , 測得 6 組砝碼的質(zhì)量 m 和對應(yīng)的彈簧長度 l , 畫出 m l 圖象。對應(yīng)點已在圖上標出 , 如圖乙所示。 ( 重力加速度 g 取 10 m/s2) 甲 乙 ( 1 ) 采用恰當?shù)姆椒ㄌ幚韺嶒灁?shù)據(jù) , 該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m 。 ( 保留 3 位有效數(shù)字 ) ( 2 ) 請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與考慮砝碼盤的質(zhì)量相比 , 結(jié)果 ( 選填“偏大”“偏小”或“相同” ) 。 【解析】 ( 1 ) 勁度系數(shù)為直線的斜率與重力加速度 g 的乘積 , k=Δ ??Δ ??g=27 . 5 1 0 38 . 0 1 0 2179。 10 N/m ≈ 3 . 44 N/m 。 ( 2 ) 設(shè)砝碼盤的質(zhì)量為 m 0 , 不考慮砝碼盤的質(zhì)量時 , mg=k ( l l 0 ), m=????l ????l 0 。 考慮砝碼盤質(zhì)量時 ,( m+m 0 ) g=k ( l l 0 ), m=????l ????l 0 m 0 , 與前式相比直線斜率沒有變化 , 因此求得的勁度系數(shù)相同。 【答案】 ( 1 ) 3 . 44 ( 2 ) 相同 5 . 在電學(xué)實驗中由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響 , 使得測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。某校課外研究性學(xué)習(xí)小組進行了消除電表內(nèi)阻對測量影響的探究 , 利用如圖甲所示的電路測定電阻 R x 的值。器材有 : 電源 , 適當量程的電流表、電壓表各一只 , 滑動變阻器 R , 電 阻箱 R P , 開關(guān) S 1 、 S 2 , 導(dǎo)線若干。他設(shè)計的電路圖如圖甲所示。 甲 1 ) 請你幫他按電路原理圖在實物圖乙上連線。 乙 ( 2 ) 其主要操作過程 : 第一步 : 將開關(guān) S 2 斷開 , 開關(guān) S 1 閉合 , 調(diào)節(jié)滑動變阻器 R 和電阻箱 R P , 使電壓表、電流表讀數(shù)合理 , 讀出這時的電壓表的示數(shù) U 1 和電流表的示數(shù) I 1 。 第二步 : 將開關(guān) S 2 閉合 , 保持 阻值不變 , 調(diào)節(jié) 阻值 , 使電壓表和電流表有較大的讀數(shù) , 讀出此時電壓表的示數(shù) U 2 和電流表的示數(shù) I 2 。 由以上記錄的數(shù)據(jù)計算出被測電阻的表達式為 R x = ( 用電表的讀數(shù)表示 ) 。 ( 3 ) 此探究實驗中 , 被測電阻的測量值 真實值 ( 選填“大于“小于”或“等于” ) 。 【解析】 ( 1 ) 實物連線如圖丙。 丙 ( 2 ) 第一步實驗 ,??1?? 1=R 并 。 第二步實驗 ,??2?? 2=??并?? ????并+ ?? ?? 解得 R x =?? 1 ?? 2?? 1 ?? 2 ?? 2 ?? 1。 ( 3 ) 此探究實驗中 , 沒有系統(tǒng)誤差 , 被測電阻的測量值等于真實值。 【答案】 ( 1 ) 如圖丙 ( 2 ) R P R ??1??2?? 1 ?? 2 ?? 2 ?? 1 ( 3 ) 等于 6 . 某同學(xué)設(shè)計了以下的實驗來驗證機械能守恒定律 : 在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊 m , 滑塊可沿米尺自由下落。在米尺上還安裝了一個連接了內(nèi)阻很大的數(shù)字電壓表的多匝線框 A , 線框平面在水平面內(nèi) , 滑塊可穿過線框 ,如圖所示。把滑塊從米尺的 0 刻度線處釋放 , 記下線框所在的刻度 h 和滑塊穿過線框時的電壓 U 。改變 h , 調(diào)整線框的位置 , 多做幾次實驗 , 記錄各次的 h 、 U 。 ( 1 ) 如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進行分析論證 , 用圖線 ( 選填“ U h ”或“ U2 h ” ) 更容易得出結(jié)論。 ( 2 ) 影響本實驗精確程度的因素主要是 ( 列舉一點即可 ) 。 【 解析】 ( 1 ) 由 mgh=12mv2, 得 : v= 2 ?? ? , 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 : U=BLv=BL 2 ?? ? , U2= 2 B2L2gh , 每次滑落時 B 、 L 相同 , 故 U2與 h 成正比 , 如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進行分析論證 , 線性圖線會更直觀 , 故用 U2 h 圖象。 ( 2 ) 由于空氣阻力等的影響 , 使滑塊下落時減少的重力勢能不能完全轉(zhuǎn)化為動能 , 從而帶來實驗誤差。 【答案】 ( 1 ) U2 h ( 2 ) 空氣阻力 ( 或由于電磁感應(yīng)損失機械能 ) 7 . 實際電流表有內(nèi)阻 , 測量電流表 的內(nèi)阻 r 1 采用如圖甲所示的電路。器材如下 : ① 待測電流表 , 量程為 0 ~ 5 mA , 內(nèi)阻約為 300 Ω ② 電流表 , 量程為 0 ~ 10 mA , 內(nèi)阻約為 40 Ω ③ 定值電阻 R 0 , 阻值為 200 Ω ④ 滑動變阻器 R , 阻值范圍為 0 ~ 20 Ω ⑤ 干電池 E , 電動勢約為 1 . 5 V , 內(nèi)阻很小 ⑥ 開關(guān) S 及導(dǎo)線若干 ( 1 ) 實驗步驟如下 : ① 按電路圖連接電路 ( 為了電路安全 , 先將滑動變阻器滑片P 調(diào)到左端 ) 。 ② 閉合開關(guān) S , 移動滑片 P 至某一位置 , 記錄 和 的讀數(shù) , 分別記為 I 1 和 I 2 。 ③ 多次移動滑動觸頭 , 記錄各次 和 的讀數(shù) I 1 和 I 2 。 ④ 以 I 1 為縱坐標 , I 2 為橫坐標 , 作出相應(yīng)圖線 , 如圖乙所示。 ⑤ 根據(jù) I 1 I 2 圖象的斜率 k 及定值電阻 R 0 , 得到待測電流表的內(nèi)阻表達式為 r 1 = ( 用 k 、 R 0 表示 ) 。 甲 乙 丙 ( 2 ) 若測定 表的內(nèi)阻 r 1 為 290 Ω , 用它改裝成如圖丙所示的一個多量程多用電表 , 電流、電壓和電阻的測量都各有兩個量程 ( 或分度值 ) 不同的擋位。 1 、 2 兩個擋位為電流表擋位 ,其中的大量程是小量程的 10 倍。 ① 關(guān)于此多用表 , 下列說法正確的是 A . 當轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 4 時 , 是電阻擋 B . 當轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 6 時 , 是電流擋 C . 轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到 5 的量程比旋到 6 的量程大 D .A 表筆為紅表筆 , B 表筆為黑表筆 ② 圖中的電源 E39。 的電動勢為 9 . 0 V , 當把轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 4 , 在 AB 之間接 900 Ω電阻時 , 表頭 剛好半偏。已知操作順序和步驟都正確 , 則 R 5 = Ω , R 6 = Ω。 【解析】 ( 1 ) 對圖甲 , 由歐姆定律 , r 1 =( ??2 ??1) ??0??1= (1?? 1 ) R 0 。 ( 2 ) ① 當轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 3 或 4 時 , 內(nèi)有電源 , 是電阻擋 。 當轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 5 或 6 時 , 串聯(lián)電阻分壓 , 是電壓擋 , 且轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到 5 , 串聯(lián)電阻小 , 量程比旋到 6 的量程小 , 選項 A 正確 , B 、 C 錯誤 。 電流從紅表筆流進 , A 表筆為紅表筆 , 選項 D 正確。 ② 當轉(zhuǎn)換開關(guān) S 旋到位置 2 時 , 滿偏電流 I 2 =????內(nèi)=9900 A = 10 mA , 并聯(lián)電阻大 , 對應(yīng)小量程 , 則 I 1 = 100 mA , 根據(jù)并聯(lián)電路電流分配規(guī)律 ,( R 5 +R 6 )( I 2 I g ) =r 1 I g , R 5 ( I 1 I g ) = ( r 1 +R 6 ) I g , 解得 R 5 = 29 Ω , R 6 = 261 Ω。 【答案】 ( 1 )(1?? 1 ) R 0 ( 2 ) ① AD ② 29 261 8 . 李陽同學(xué)要幫媽媽制作一個自動控溫孵化器 , 他到電子商城買了一只標稱值為 220 Ω的半導(dǎo)體熱敏電阻 , 由于不知道該電阻的溫度特性 , 為此 , 他做了如下實驗。 ( 1 ) 在室溫下 ( 約 20 ℃ ) 他正確使用多用表的歐姆擋測該熱敏電阻的阻值時 , 表的示數(shù)如圖甲所示 , 可判定李陽同學(xué)測量時選用的是 擋 ( 選填“ 179。 1 ”“ 179。 10 ”“ 179。 100 ”或“ 179。 1 k ” ), 測得熱敏電阻的阻值是 Ω。 甲 ( 2 ) 李陽同學(xué)要通過改變熱敏電阻的溫度并用伏安法測熱敏電阻的阻值來研究熱敏電阻的溫 度特性 , 他準備了如下器材 : ① 蓄電池 ( 電動勢為 6 V , 內(nèi)阻不計 ) 及開關(guān) ② 電壓表 ( 量程為 0 ~ 6 V , 內(nèi)阻很大 ) ③ 電流表 ( 量程為 0 ~ 20 mA , 內(nèi)阻 R g = 10 Ω ) ④ 定值電阻 R 0 ( R 0 = 5 Ω ) 圖乙中給出四個電路 , 其中合理的是 。 乙 ( 3 ) 李陽同學(xué)得到的實驗數(shù)據(jù)如下表 : t/ ℃ 15 . 0 20 . 0 25 . 0 30 . 0 35 . 0 40 . 0 45 . 0 50 . 0 R/ Ω 3 3 0 2 7 5 2 3 0 2 0 2 1 7 0 1 4 4 1 2 0 1 0 3 圖丙是李陽同學(xué)利用這個熱敏電阻