摘要:(a) (b) (1)请写出与你所作线性图像对应的函数关系式 .所示虚线框内的坐标系中作出定性图像(要求标明两个坐标轴所代表的物理量.用符号表示). (3)若该线性图像的纵轴截距为b.斜率为k.则电阻R的表达式为R= .
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(I)某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比.为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定的水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.
b)将小钢球放入玻璃管,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量x.c)然后突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上.记录小球的落地位置.
d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s.
e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3….
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201309/131/6d2d3c81.png)
请你回答下列问题:
①在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小
②若要测量小钢球的水平射程s,除图中画出的取材以外,还必须选取的实验器材是
A.秒表 B.刻度尺 C.螺旋测微器 D.白纸 E.复写纸
③该同学根据实验的测量结果,作出了弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,并根据能量守恒定
律推导出了Ep与水平射程s的关系式:Ep=
,(式中h是开始时小球离地面的高度).据此他推断
出弹簧的弹性势能Ep与x2成正比,他从Ep∝s2得到Ep∝x2的理由是
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201309/131/0655409f.png)
(II)(10分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时选成短路,电路中用一定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.量程0-3V的电压表
B.量程0-15V的电压表
C.量程0-0.6A的电流表
D.量程0-3A的电流表
E.(阻值3Ω、额定功率5W)的定值电阻
F.(阻值10Ω、额定功率10W)的定值电阻
G.(阻值范围0-10Ω、额定电流2A)的滑动变阻器
H.(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)的滑动变阻器
(1)要正确完成实验,电压表的应选择
(2)引起该实验系统误差的主要原因是
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a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定的水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.
b)将小钢球放入玻璃管,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量x.c)然后突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上.记录小球的落地位置.
d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s.
e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3….
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请你回答下列问题:
①在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小
偶然误差
偶然误差
(填“系统误差”或“偶然误差”).②若要测量小钢球的水平射程s,除图中画出的取材以外,还必须选取的实验器材是
BDE
BDE
A.秒表 B.刻度尺 C.螺旋测微器 D.白纸 E.复写纸
③该同学根据实验的测量结果,作出了弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,并根据能量守恒定
律推导出了Ep与水平射程s的关系式:Ep=
mgs2 | 4k |
出弹簧的弹性势能Ep与x2成正比,他从Ep∝s2得到Ep∝x2的理由是
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比
.![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201309/131/0655409f.png)
(II)(10分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时选成短路,电路中用一定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.量程0-3V的电压表
B.量程0-15V的电压表
C.量程0-0.6A的电流表
D.量程0-3A的电流表
E.(阻值3Ω、额定功率5W)的定值电阻
F.(阻值10Ω、额定功率10W)的定值电阻
G.(阻值范围0-10Ω、额定电流2A)的滑动变阻器
H.(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)的滑动变阻器
(1)要正确完成实验,电压表的应选择
3
3
V,电流表的应选择C
C
; R0应选择E
E
,R应选择G
G
.(用选项字母符号表示)(2)引起该实验系统误差的主要原因是
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
.![精英家教网](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201207/65/7278bf81.png)
A.测量摆长时,把悬挂状态的摆线长当成摆长
B.量周期时,当摆球通过平衡位置时启动秒表,此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表,读出经历的时间为t,并由计算式T=t/30求得周期
C.开始摆动时振幅过小
D.所用摆球的质量过大
(2)现有一电池,其电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围内,最大允许为50mA.为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;Ro为保护电阻.
①实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用
A.10Ω,2.5W
B.50Ω,1.0W
C.150Ω,1.0W
D.1500Ω,5.0W
②该同学接好电路后,闭合开关S,调整电阻箱的阻止读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,然后通过作出有关物理量如图所示的线性图象,求得电源的电动势E和内阻r.
a.请写出与你所作线性图象对应的函数表达式
b.请根据图乙坐标中所作出的定性图象用符号或函数式表明x,y坐标轴所表示的物理意义:x
c.图乙中
Ⅰ(1)某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图1所示,其中P是光滑水平面,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体.已知该装置的弹簧振子做简谐振动的周期为T=2π
,其中m是振子的质量,K是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有A物体振动时,测得其振动周期为T1,将待测物体Q固定在A上后,测得振动周期为T2,则待测物体的质量为 .
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如果这种装置与天平都在太空站中使用,
A.天平仍可以用来测质量,这种装置不能用来测质量
B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量
C.这种装置和天平都可以用来测质量
D.这种装置和天平都不能用来测质量
(2)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.开关S一只、导线若干
Ⅱ(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图2所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整? .
(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.
①请你在图3方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 .
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如果这种装置与天平都在太空站中使用,
A.天平仍可以用来测质量,这种装置不能用来测质量
B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量
C.这种装置和天平都可以用来测质量
D.这种装置和天平都不能用来测质量
(2)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.开关S一只、导线若干
Ⅱ(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图2所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?
(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.
①请你在图3方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式
(1)做“探索弹力与弹簧伸长量关系”的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时.其下端在刻度尺上的刻度L
C.将铁架台固定在桌子上(也可在横梁的另一端挂上一定的配重),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,不行再写成二次函数
F.解释函数表达式中常数的物理意义
G.整理仪器
①请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来,为:______;
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如右图所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知:该弹簧的自然长度为______;该弹簧的劲度系数为______.(后一空保留三位有效数字)
(2)用右下图给出的器材,测量一只标有“3V、0.6W”的小灯泡正常发光时的电阻R1.实验过程要求尽量减小误差(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻为1Ω;电流表内阻约为1Ω,电压表的内阻约为10kΩ).
①电流表应选用的是量程是______ A(选填“0.6”或“3”),电压表应选用的是量程是______ V(选填“3”或“15”);
②请将你设计的实验电路图,画在左下方的虚线框中;
③根据②中的电路图,用笔画线代替导线,完成右下图中的实物连接;
④若小灯泡发光较暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系是R1______R2(选填“大于”、“等于”或“小于”).
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/upload/201310/5285745b8aa38.png)
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(1)有一种在工厂实际使用的游标卡尺如图甲所示,它是普通游标卡尺的变形。它把普通游标卡尺两个卡脚改成了斜的,两个斜卡脚与主尺都成126°52′12″(图中的∠DAC=∠EBC=126°52′12″,已知tan63°26′06″=2.000),其他部分未作改动,这种卡尺专门用来测量圆柱形或球形工件的外径。两个斜脚之间不放被测工件时,游标尺的“0”刻线恰与主尺的“0”刻线对齐,两个斜脚之间放上被测圆柱形或球形工件,使工件与主尺、两斜脚都相切,即共有三个切点,如图乙中的D、C、E。
①这种改造后的游标卡尺的精确度等于__________ mm;
②如图乙所示的被测圆形工件的半径为__________ mm。
(2)两位同学在实验室进行了探究劲度系数为k的弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间关系的实验。以下是两位同学经历的一些实验探究过程:
甲同学在实验前提出了如下猜想:动能是物体运动具有的能量,动能的大小与运动速度有关,且跟运动速度的平方成正比;弹性势能是物体发生形变具有的能量,弹性势能的大小与形变有关,由此可以猜想弹性势能的大小也应该是跟形变量的平方成正比的关系。乙同学根据所学的物理知识用图象法从理论上证实了甲同学的猜想。他所用到的物理知识是:a.弹簧发生形变时弹力与形变量的关系F=kx;b.克服弹簧的弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。两位同学为了用实验来证实他们的猜想,设计了如图所示的实验装置。图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨,小盒C用轻绳悬挂于O点,弹簧T左端固定,用小球A沿导轨B向左挤压弹簧,释放后球A弹出,射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动,摆动的最大角度θ可以被准确测出。球A射入盒C后两者的重心重合,重心距悬点O的距离为L。
①请你完成乙同学的证明过程。
②欲完成此探究实验,两位同学在实验过程中除了要测量最大摆角θ和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号。
③请你用上述物理量列出猜想正确必须满足的表达式。
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