题目内容
某实验小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验,图乙是她们选择的一条较理想的纸带,O点是打点计时器打出的第一个点,计数点A、B、C、D、E、F是纸带上相邻的点。她们测出了各点与O点的距离后做出了必要的计算,测量和计算的记录见下表(计数点的速度用表示)
计数点 | A | B | C | D | E | F |
| 6.93 | 9.47 | 12.4 | 15.71 | 19.41 | 23.49 |
| 1.16 | 1.37 | 1.56 | 1.75 | 1.95 | 2.14 |
| 1.35 | 1.88 | 2.43 | 3.06 | 4.05 | 4.58 |
①测量某点与O点距离的记录中不合理的一组是 (填写计数点名称)
②计数点D、E、F与O点之间的距离分别用、、表示,打点计时器的打点周期用T表示,则打下计数点E时纸带的速度 (用符号表示),重物运动的加速度 (用符号表示)
③该小组的同学在坐标纸上建立图丙所示坐标系,标出了各组测量数据的坐标点,并在坐标系中画出图线。由图线可以判断计数点 的测量误差较大(填写计数点名称),据图线得到重力加速度 (保留三位有效数字)
④下判断中正确的是
A.在误差允许的范围内,该实验小组达到了实验目的
B.该地的重力加速度比偏大
C.她们实验操作过程中是先释放纸带然后再闭合打点计时器开关
D.实验过程中阻力引起的误差属于系统误差
①C(1分)②,(4分,各2分,其它等效的表示也给分)③E点(2分);9.70~9.78m/s2(2分)④ABD(3分,少选2分,有错选的0分)
【解析】
①计数点C(12.4)数据记录有误,没有估读。② 匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度;据用逐差法可求解加速度。③偏离直线较远的点E误差较大;由可知,即图线的斜率的一半表示重力加速度。④应该先接通打点计时器电源再释放纸带。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
ω/rad?s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通过对图象的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比.你认为,可以通过进一步转换,做出______关系图象来确定他们的猜测是否正确.
③在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图乙所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出F∝r的结论,你认为他们的依据是______.
④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为______.(计算结果取2位有效数字)
(Ⅱ)某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.
用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ); 电流表(量程300μA,内阻约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A); 电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示
U/V | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 | |
I/μA | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
根据以上所述请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为______mm;
(2)根据表1数据在图3坐标中已描点,请作出U-I图象,根据图象求出电阻R=______Ω(保留两位有效数字);
(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=______ 4L