题目内容

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为         ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
弹簧压缩量x/cm
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小球飞行水平距离s/m
2.01
3.00
4.01
4.96
6.01
6.97
结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为        ；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为       ；
（4）若该同学在完成图乙实验的过程中，弹簧与桌子右边缘不垂直，用（3）问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际      （选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。
（1）（2分）   （2）（2分） 
（3）（2分）   （4）（1分）偏小
（1）由平抛运动规律有，，得。
由机械能守恒定律得
 
（2）Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为：Ep与x2成正比．猜测的理由：由表中数据可看出，在误差范围内，x正比于s，又（3）有能量守恒，弹性势能转化为小球的动能可得（4）偏小
练习册系列答案
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实验题：（1）(8分)①某同学在做“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验时，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．该实验始终在弹簧的弹性限度内进行。由图可知该弹簧的劲度
系数为___________N/m，自然长度为__________ cm。

②在“探究匀变速直线运动”实验中，一同学在纸带上打出一系列的点，如图所示，纸带中相邻两计数点间还有一个打点未画出，打点计时器的频率为50Hz，那么物体运动的加速度a =" _________" m/s2。（结果保留三位有效数字）

（2）（10分）如图A是用砝码拉着滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动来“验证牛顿第二定律”的实验。

①此实验, 为验证滑块和遮光板质量M不变时，a与F的关系，滑块和遮光板质量M、砝码及秤盘质量m的数值应选取下列________.
A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、 125g
B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分别为50g、70g、：100g、125g
D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
②甲同学由测量数据画出的a-F图象如B图，图线末端出现弯曲的原因________________。

③乙同学由测量数据画出的a-F图象如C图，图像不过原点的原因_____ ___________  。
(1)如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，打点计时器接50HZ交流电。小车的质量为m1 ，小桶及砝码的总质量为m2，实验过程中用小桶和砝码受到的重力当作小车所受的合外力。

①下列说法正确的是______。
A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先接通打点计时器电源，再释放小车
C．本实验m2应远大于m1
D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a-图像
②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a一F图像，可能是图中的图线_______。(选填“甲”、“乙”、“丙”)
③如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小________2。（结果保留三位有效数字）

(2)在“测定某电阻丝的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量电阻丝直径，如图所示，则电阻丝的直径是________ mm.

②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值，已知电阻丝阻值很大，约为20kΩ。下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是__________(填写相应的字母)
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的“×1 k”挡
d．旋转选择开关，使其尖端对准“OFF”挡，并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值，实验室提供下列可供选用的器材：
电压表V(量程3 V，内阻约50 kΩ)
电流表A1(量程200 μA，内阻约200 Ω)
电流表A2(量程5 mA，内阻约20 Ω)
电流表A3(量程0.6 A，内阻约1 Ω)
滑动变阻器R(最大值500 Ω)
电源E(电动势4.5 V，内阻约0.2 Ω)
开关S导线
a．在所提供的电流表中应选用________(填字母代号)．
b．在虚线框中画出测电阻的实验电路．

④根据上面测得的数据，即可求出该电阻丝的电阻率，若测得电阻丝长度为L，直径为d，在③中正确操作后得到电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率为__________．
用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为的钢球A用细线栓好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为；A球由静止释放，摆到最低点时恰与B球发生正碰，碰撞后，A球继续向左摆动，细线与竖直线的最大夹角为，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录B球的落点。
①、让A球摆到最低点时恰与B球发生正碰，这是为了                                            。
②、用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后A、B两球的动量（设A、B两球的碰前动量分别为PA、PB；
碰后动量分别为PA′、PB′），则：PA=           　 ；PA′=  　 　　　    ；   PB=     　　　　   ；  PB′=  　　　　　　　 。
在用单摆测定重力加速度实验中：
(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些?将你所选用的器材前的字母填在题后的横线上。
A．长1m左右的细绳；B．长30cm左右的细绳；
C．直径2cm的塑料球；D．直径2cm的铁球；
E．秒表；                    F．时钟；
G．最小刻度是厘米的直尺；    H．最小刻度是毫米的直尺；
所选器材是______________________________。
(2)如果已知摆球直径为2.OOcm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图1示，那么单摆摆长是_____。如果测定了40次全振动的时间如图2中秒表所示，那么单摆的摆动周期是_____s。
在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3 Ω，实验室备有下列实验器材：

A．电压表V（量程3 V，内阻约为3 kΩ）
B．电流表A（量程0.6 A，内阻约为1 Ω）
C．滑动变阻器R（0～10 Ω，额定电流0.5 A）
D．电源E（电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω）
E．开关S，导线若干
（1）为减小实验误差，应选用图中__________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图。
（2）现用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为      mm。图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为_______Ωm_。（结果保留3位有效数字）
用频闪照相的方法也能探究平抛运动的规律。如图所示，是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的边长为1.23cm，A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的四个连续的不同位置时的照片，其中A是小球抛出点的位置，已知频闪照相相邻闪光的时间间隔为0.05s，则：
（1）根据照片判断做平抛运动的小球在水平方向和竖直方向的分运动分别是什么运动？
（2）试求出小球水平抛出的初速度大小。
如图,用小铁锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动。则（    ）

A．两球同时落地 
B．A比B先落地
C．B比A先落地  
D．无法确定落地先后
右图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体作平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球，AA’为A球在光滑水平面上以速度运动的轨迹；BB’为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC’为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述三条轨迹可得出结论：                 

用一张印有小方格的纸记录B球的轨迹，小方格的边长l=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机的曝光时间t=  s小球平抛的初速度的vo=    m/s（取g=10m/s2）。

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