摘要:五.计算或论述题:本题共 4小题.共 分.解答时请写出必要的文字说明.方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值的单位.
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(2012?西城区二模)实验题
(1)甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示.
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响.他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做
接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~
图线后,发现:当
较大时,图线发生弯曲.于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象.那么,该同学的修正方案可能是
A.改画a与
的关系图线 B.改画a与(M+m)的关系图线
C.改画 a与
的关系图线 D.改画a与
的关系图线
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用如图3所示的电路.
①请根据图3在图4中进行实物连线.
②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据:
图5是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线.从图线上可以看出,当通过小灯泡的电流逐渐增大时,灯丝的阻值逐渐
③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压,则小灯泡的实际功率约为
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(1)甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示.
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响.他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做
匀速直线
匀速直线
运动.另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m远小于
远小于
小车的质量M.(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=
0.343
0.343
m/s2.(结果保留三位有效数字)③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~
1 |
M |
1 |
M |
A
A
A.改画a与
1 |
M+m |
C.改画 a与
m |
M |
1 |
(M+m)2 |
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用如图3所示的电路.
①请根据图3在图4中进行实物连线.
②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
U/V | 0.05 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 3.00 |
I/A | 0.05 | 0.08 | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.16 | 0.19 | 0.22 | 0.27 |
增大
增大
;这表明灯丝的电阻率随温度升高而增大
增大
.(以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压,则小灯泡的实际功率约为
0.81(0.80~0.82)
0.81(0.80~0.82)
W;若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端,则小灯泡的实际功率约为0.62(0.60~0.64)
0.62(0.60~0.64)
W.(以上两空的结果均保留两位有效数字)(1)我们都有过这样的体验:手电筒里的两节干电池用久了以后,灯泡发红光,这就是我们常说的“电池没电了”,有人
为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用.某同学为了检验此人的做法是否合理,设计了下面验:
①该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻,并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I 图象,
由图线可知:新电池电动势E1=
内阻 r2=
②计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率.(手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”)
③计算上小题中旧电池提供的总电功率和它内阻消耗的电功率分别是多少.
④你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由.
(2)用多用电表测电阻.
①每次换档后,需重新
②如果表的指针偏转过大,为使测量比较精确,应将选择开关拨至倍率较
③某次测电阻时,表的指针位置如图丙所示,则该电阻的测量值是
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为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用.某同学为了检验此人的做法是否合理,设计了下面验:
①该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻,并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I 图象,
由图线可知:新电池电动势E1=
1.5
1.5
V,内阻 r 1=0.3
0.3
Ω;旧电池电动势E2=1.2
1.2
V;内阻 r2=
4.0
4.0
Ω.②计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率.(手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”)
③计算上小题中旧电池提供的总电功率和它内阻消耗的电功率分别是多少.
④你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由.
(2)用多用电表测电阻.
①每次换档后,需重新
欧姆调零
欧姆调零
,再进行测量.②如果表的指针偏转过大,为使测量比较精确,应将选择开关拨至倍率较
小
小
(填大或小)的档位上.③某次测电阻时,表的指针位置如图丙所示,则该电阻的测量值是
190
190
Ω.(2013?开封一模)某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干.当小车连接上纸带,用细线通过滑轮挂上小沙桶.
(1)某同学的实验步骤如下:用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m.让沙桶带动小车加速运动,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,测出这两点的间距L,算出这两点的速度v1与v2.
①本实验装置图1(准备放开小车时刻)中有什么缺点或错误?
②要完成本实验,还缺哪些重要实验步骤?
③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力,则应控制的实验条件是什么?
(2)在实验操作正确的前提下,若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2所示,已知 相邻两个点间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5(图中未标s3、s4、s5),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中,合外力对小车所做的功W=
[(S5-S3)2-
]
[(S5-S3)2-
](结果用题中已知物理量的符号表示);若满足
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(1)某同学的实验步骤如下:用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m.让沙桶带动小车加速运动,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,测出这两点的间距L,算出这两点的速度v1与v2.
①本实验装置图1(准备放开小车时刻)中有什么缺点或错误?
细线与轨道平面应该平行,初始时刻小车应紧靠打点计时器.
细线与轨道平面应该平行,初始时刻小车应紧靠打点计时器.
②要完成本实验,还缺哪些重要实验步骤?
调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力)
调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力)
③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力,则应控制的实验条件是什么?
M>>m
M>>m
(2)在实验操作正确的前提下,若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2所示,已知 相邻两个点间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5(图中未标s3、s4、s5),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中,合外力对小车所做的功W=
mg(S4-S1)
mg(S4-S1)
;该小车动能改变量的表达式为△EK=M |
8T2 |
S | 2 2 |
M |
8T2 |
S | 2 2 |
W≈△Ek
W≈△Ek
,则动能定理得证.(2008?黄冈一模)(1)如图1是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验示意图,电极A接电源负极,电极B接电源正极,a、b、c、d、e是五个基准点.当电流从“+”接线柱流人电流表时,指针向“+”接线柱一侧偏转;当电流从“-”接线柱流人电流表时,指针向“-”接线柱一侧偏转在实验时,探针I接触基准点d,另一探针Ⅱ接触探测点p(pd连线垂直于AB连线),灵敏电流计指针向“-”接线柱一侧偏转,为尽快探测到与d点电势相等的点,探针Ⅱ由p点
A.向上移动 B.向下移动 C.向左移动 D.向右移动
(2)某同学看到一只鸟落在树枝上的P处时,鸟随树枝上下振动.该同学用秒表测出完成30次全振动所用的时间为34.0s,他猜想一定次数的振动时间可能与鸟的质量成正比,也许利用这一猜想可以测出鸟的质量.于是他想通过实验来验证这种猜想井算出这只鸟的质量该同学采用了如下方法进行探究:在如图2所示的树枝上的P处悬挂不同质量的砝码,并分别测出砝码30次全振动所用的时间,测量数据记录如下表
此同学根据测量数据作出了m-t图象如图所示
下面请你来帮助他完成实验任务,并回答相关问题:
①根据这位同学作出的m-t图象可知,他的猜想是否正确?
②观察这位同学作出的m-t图线形状及走势,提出你对振动时间t与砝码质量m间关系的假设,并通过列表作出相应的图象,得出结论,写出t与m间的关系式.
如果在计算或作图时需要,可参考下面的根式表:
假设:
列表:
作图:(画在答题卡的坐标纸上)
结论:
关系式:
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D
D
A.向上移动 B.向下移动 C.向左移动 D.向右移动
(2)某同学看到一只鸟落在树枝上的P处时,鸟随树枝上下振动.该同学用秒表测出完成30次全振动所用的时间为34.0s,他猜想一定次数的振动时间可能与鸟的质量成正比,也许利用这一猜想可以测出鸟的质量.于是他想通过实验来验证这种猜想井算出这只鸟的质量该同学采用了如下方法进行探究:在如图2所示的树枝上的P处悬挂不同质量的砝码,并分别测出砝码30次全振动所用的时间,测量数据记录如下表
砝码质量m/g | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
时间t/s | 21.2 | 30.0 | 36.7 | 42.4 | 47.4 |
下面请你来帮助他完成实验任务,并回答相关问题:
①根据这位同学作出的m-t图象可知,他的猜想是否正确?
不正确
不正确
(填“正确”或“不正确”)②观察这位同学作出的m-t图线形状及走势,提出你对振动时间t与砝码质量m间关系的假设,并通过列表作出相应的图象,得出结论,写出t与m间的关系式.
如果在计算或作图时需要,可参考下面的根式表:
m | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | ||
|
10.0 | 14.1 | 17.3 | 20.0 | 22.4 | ||
3
|
4.6 | 5.8 | 6.7 | 7.4 | 7.9 |
t∝
或 砝码的质量与时间的平方成正比
m |
t∝
或 砝码的质量与时间的平方成正比
;m |
列表:
|
10.0 10.0 |
14.1 14.1 |
17.3 17.3 |
20.0 20.0 |
22.4 22.4 | ||||||||
时间t/s 时间t/s |
21.2 21.2 |
30.0 30.0 |
36.7 36.7 |
42.4 42.4 |
47.4 47.4 |
结论:
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比
;关系式:
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)
.某同学要测某种圆柱形金属丝的电阻率,他设计了如下实验步骤:
(1)用刻度尺测出金属丝的长度为L米。
(2)用螺旋测微器测出金属丝的直径的示数如下,请你帮他读出待测金属丝的直径D= mm 。
(3)用万用表粗测金属丝的电阻R,示数如图乙所示,其读数为R= Ω
(4)根据万用表所测的电阻值,结合实验室所给的器材,他设计了更加精确测量金属丝电阻的电路图如图丙,请你根据他设计的电路图把右边的仪器连成实验测量电路。
(5)连接好测量电路后,他闭合开关,电压表的读数为U,电流表的读数为I,如果考虑电压表和电流表内阻的影响(已知电压表的内阻为RV , 电流表的内阻为RA ),则待测金属丝电阻率的精确表达式为 。(用题中已知量的字母表示)
五、计算题(本题共2小题,第15题8分,第16题11分,共19分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)
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