题目内容

对某导电元件(圆柱状)进行研究，图甲是说明书中给出的伏安特性曲线。

(1) 用多用电表的欧姆挡试测元件在常温下的电阻，把选择开关调到“×10”欧姆档，测量操作步骤正确，发现表头指针偏转的角度过大，应换为      欧姆档。
(2) 可由UI图线得到各状态下元件的电阻值R，为了进一步研究该材料电阻率，需要测量元件的长度和截面直径。如图乙所示，用螺旋测微器测得的直径读数为        mm。
(3) 实验室中提供以下器材:
A. 电压表V(量程为0—3V,内阻约5kΩ)
B. 电流表A(量程为0—0.6 A,内阻约0.1Ω)
C. 滑动变阻器R1(0—10Ω,额定电流1.5A)
D. 滑动变阻器R2(0—1000Ω,额定电流0.5A)
E. 直流电源E(电动势3V,内阻为1Ω)
F. 开关S一个、导线若干
设计一个电路，验证该元件的伏安特性曲线是否和说明书中所给的一致，则滑动变阻器应选择        (填序号)；试在图丙方框中画出实验电路图。

（4）把该导电元件直接连在此直流电源上，该导电元件消耗的电功率为      W。（结果保留两位有效数字）
（1）×1 （1分）   （2） 1.990  (2分)   （3）C （2分）

（2分）(电路图中要标明各元件符号，否则扣1分)
(4)  0.81 （误差在0．02范围内均可得分）（2分）

试题分析：（1）欧姆表指针偏角过大，说明倍率选大了，应该选择倍率较小的档，故为档；（2）固定部分读数为1.5mm，可动部分读数为：，总的读数为：1.990mm；（3）从图中可知，该电阻的较大电阻约为：，所以为了减小实验误差，最好用滑动变阻器C；（4）当该电阻与直流电源直接相接，作一条路端电压与电阻关系图线，该图线斜率等于电源内阻，即：，两条图线的交点为该电阻在这个电源中的实际工作状态，电压为2.7v，电流为0.3A，电阻实际功率为：0.81w。
练习册系列答案
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如图所示，用包有白纸的圆柱形铁棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱形铁棒的线后，圆柱形铁棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱形铁棒上的纸面上画出一些印记，取下白纸后将其中一部分印记依次标为A、B、C、D、E、F、G。测得记号之间的距离依次为AB=26.0mm、BC=41.0mm、CD=56.0mm、DE=71.0mm、EF=86.0mm、FG=101.0mm，已知电动机铭牌上标有“1500r/min”字样，且毛笔对铁棒的运动的影响可以忽略，设由此测得当地的重力加速度。请回答下列问题：
①毛笔画相邻两个印记间的时间间隔T=       s。
②根据题中所给的数据，可知画到记号C时铁棒下落的速度vc=     m/s，测得当地的重力加速度g=        m/s2（保留两位有效数字）
（16）（1）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．
（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：
①                      ；②                       ．
（2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A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点时重物速度的表达式为vE =        ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g=    m/s2．

（3）若当地的重力加速度值为9.8m/s2，你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是           ．
（9分）（2011?海南）现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图；
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为          ．动能的增加量可表示为          ．若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为          
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
 
1
2
3
4
5
s（m）
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t（ms）
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
（×104s﹣2）
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=          ×104m﹣1．?s﹣2（保留3位有效数字）．

由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率ko，将k和ko进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律．
某实验小组利用图甲所示的实验装置探究恒力做功与动能改变量的关系。所挂砝码质量为m，重力加速度为g，设小车质量为M（约为砝码质量的2～3倍）。

①平衡小车所受阻力的操作如下：取下砝码，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动，如果打出的纸带如图乙所示，则应适当____________（选填“增大”或“减小”）木板的倾角，直到纸带上打出的点迹____________为止。
②在纸带上选取先后打印的A、B两计数点，设A、B两计数点间的距离为d，打这两点时小车对应的速度分别为vA、vB，则本实验需验证表达式_____________________在误差范围内是否成立。   
③某次实验正确操作后，根据测得的实验数据描绘出的v2—s图线如图丙所示，其中横坐标s为小车发生的位移，纵坐标v2为小车运动速度大小的平方。若已知图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，由此可得s=0时小车的速度大小_______，小车质量M=___________。（用题中所给已知量字母表示）
为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小桶时，滑块处于静止状态.要完成该实验，则：

（1）还缺少的实验器材是      .
（2）实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是      ；实验时为保证细线的拉力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是     .
（3）在（2）问的基础上，让小桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出该两点的间距为L、打下该两点时滑块的速度大小为v1、v2（v1< v2），已知当地的重力加速度为g. 写出实验要验证的动能定理表达式       （用题中所给的字母表示）.
二位同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________________________。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是______________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________。
（8分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？
                                                       ．
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=     cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为       m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x和              （文字说明并用相应的字母表示）．
（3）本实验通过比较             和               在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
（12分）小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题， 名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N；
(1）那么脚踏板转动的角速度=             ；
(2）要推算自行车的骑行速度，从以下选项中选出还需要测量的物理量是(填写前面的序号)         ；
①.链条长度L1        
②.曲柄长度L2       
③.大齿轮的半径r1
④.小齿轮的半径r2      
⑤.自行车后轮的半径R
（3）自行车骑行速度的计算式v=             .（用所给物理量及所测物理量字母表示）

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