题目内容

学校开展研究性学习，某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图甲所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处，杆由水平位置静止释放，用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h．
                
⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为        mm．
⑵调节光电门在圆弧上的位置，测得多组数据如表格所示．请选择适当的数据处理方法，猜想并写出vA与h的函数关系等式   .

组次
1
2
3
4
5
h/m
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
vA（m/s）
1.73
2.12
2.46
2.74
3.00
⑶当地重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦，结合你找出的函数关系式，根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK =  （请用数字、质量m、速度vA表示）.
⑷为了减小空气阻力对实验的影响，请提出一条可行性措施                 .

⑴7.25mm；⑵vA2＝30h；⑶Ek＝mvA2/6；⑷选择密度较大的直杆（或选择直径较小的直杆）

解析试题分析：⑴由图乙可知，游标卡尺的读数为：7mm＋0.05×5mm＝7.25mm
⑵根据表格数据可知，vA与h无直接关系，因此猜想vA2、vA3、…与h的关系，发现有：vA2＝30h
⑶根据机械能守恒定律有：Ek＝mgh/2，vA2＝3gh，解得：Ek＝mvA2/6
⑷为了减小空气阻力对实验的影响，即重力远大于阻力，应选择密度较大的直杆（或选择直径较小的直杆）
考点：本题主要考查了以机械能守恒定律为原理考查了力学探究性实验问题。

练习册系列答案
相关题目

在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx 约为5。实验室备有下列实验器材
A．电压表V1(量程3V，内阻约为15K)
B．电压表V2 (量程15V，内阻约为75K)
C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2)
D．电流表A2(量程600mA．，内阻约为1)
E．变阻器R1 (0～20，0.6A)
F．变阻器R2 (0~2000，0.1 A)
G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3)
H．开关S，导线若干

(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有______________________。（填写器材前面序号）
(2)图3为该实验的电原理图，请将图4用实线补画完整（部分已画出）。

如图所示为甲、乙两质点做直线运动时，通过打点计时器记录的两条纸带，两纸带上各计数点间的时间间隔都相同。关于两质点的运动情况的描述，正确的是

A．两质点在t0～t4时间内的平均速度不相等
B．两质点在t2时刻的速度大小相等
C．两质点速度相等的时刻在t3～t4之间
D．两质点不一定是从同一地点出发的，但在t0时刻甲的速度为0

某同学在实验室用如图甲所示的装置来探究“牛顿第二定律”．
（1）实验中，该同学先接通计时器的电源（频率为50Hz），再放开纸带，如图乙是打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻两个计数点之间有四个计时点没有标出，有关数据如图乙所示，则小车的加速度大小a＝______m／s2，打B点时小车的速度大小vB＝______m／s （结果均保留两位有效数字）

（2）该同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持沙和沙桶的总质量m一定。改变小车及车中砝码的总质量M，测出相应的加速度a，并采用图像法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应该作a与_________的关系图像．

（11分）现要测定一电压表的内阻Ry的值。实验室提供了如下的器材：
A. 待测电压表V（量程3V，内阻r1约几kΩ）
B. 电流表A（量程5mA，内阻约10Ω）
C. 电阻箱R0（0—9999.9Ω）
D. 滑动变阻器R1（50Ω,100mA)
E. 滑动变阻器R2（3kΩ，2mA)
F. 电源E（电动势4V，内阻可忽略不计）
G. 开关S及导线若干

①先用多用电表粗测电压表内阻，选择电阻率倍率____，将两表笔短接，进行欧姆调零，再使两表笔接触电压表的正负接线柱，读数如图甲所示，则其阻值为____Ω。
②为了减小实验误差，要求实验过程中使用的电表指针偏转超过其量程的一半，四位同学分别设计的实验电路如图乙所示。最适合的是_______，电路中的滑动变阻器R应选用___
（选填“R1”或“R2”）。实验过程中需要测量的物理量及对应的符号是____，用测得的物理量计算电压表V内阻的表达式是Ry_____。

（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：
（1）某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝。
①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表？并简单说明理由。                        .
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则d应选下表中的          （用表中编号D、E、F表示）。
 
（2）该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率。
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，则金属丝的直径d为                 。
②按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U 数据描在图中所示的坐标系上。由图可求得金属丝电阻R=      Ω ，该金属丝的电阻率 ρ=    Ω?m （保留两位有效数字）。

（9分）发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件，它的电路符号如图甲所示。正常使用时，带“+”号的一端接高电势，带“－”的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压UD和通过它的电流I的数据，并记录在下表中：

UD / V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.6
2.8
3.0
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
13.0
19.0
24.0
25.8
37.0
（1）在图乙中的虚线内画出该同学的实验电路图。所用的实验器材有：量程为5V的电压表V，其内阻约为10kΩ；量程为50mA的电流表mA，内阻约为100Ω；直流电源E；滑动变阻器R；开关S；导线若干。
（2）在图丙中的方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线，并由此判断，该二极管的电阻随所加电压的增大而            （填“增大”或“减小”）。
（3）已知该发光二极管的最佳工作电压为2.7V，现用6V稳压电源供电，需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态，试运用伏安特性曲线计算R的阻值为        Ω（取整数）。

把多用电表作为电源，将选择开关旋转到欧姆×1挡，现用伏安法测其电动势E和内电阻r，如下图甲（已连接了部分线），回答下列问题：
①电流是从     流入多用电表，（选填红表笔、黑表笔）
②完成实物图连接，要求变阻器的滑动触头滑至最右端时，其使用电阻值最大，
③在图甲的n表笔属于哪种表笔    ．（选填红表笔、黑表笔）
④闭合电键，测量出电流表、电压表多组数据。将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中，作出U—I图线，由此求得待测得电动势E=   V，内电阻r=  Ω．（结果均保留三位有效数字）

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