题目内容

如图甲所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．
(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).

 
O－B
O－C
O－D
O－E
O－F
W/J
0.043 2
0.057 2
0.073 4
0.091 5
 
ΔEk/J
0.043 0
0.057 0
0.073 4
0.090 7
 
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)

(1)匀速直线(或匀速)　(2)0.111 5　0.110 5 (3)0.015

解析

练习册系列答案
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①让一重物拉着一条纸带自由下落，通过打点计时器在纸带上打点，然后取纸带的一段进行研究。若该同学打出的纸带如下图所示，已知重物的质量m=1kg，打点计时器的工作频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，利用这段纸带中的2、5两点测定重力做功为            J，物体动能的增加量为     J。通过比较可知，在误差允许的范围内，重力做的功等于动能的增加量。（保留两位小数）

②该同学计算了多组动能的变化量△Ek，画出动能的变化量△Ek与下落的对应高度△h的关系图象，在实验误差允许的范围内，得到的△E－△h图象应是如下图的    。

(9分)有一节干电池，电动势大约为1.5V，内电阻约为1.0Ω。为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻，根据提供的以下器材完成相关实验：
A.电压表V(5V，5kΩ)                    
B.电流表G(量程2.0mA，内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)    
D.滑动变阻器R1(0～100Ω，0.5A)
E.滑动变阻器R2(0～10Ω，1A)             
F.电阻箱R3（0~999.9Ω）
G.开关S和导线若干
（1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，电阻箱的阻值应调为   Ω。请在虚线框内画出实验原理图 (标注所选择的器材符号)。
（2）下表是根据实验设计的原理图测得的数据，为了采用图象法分析和处理数据，请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度，作出相应的图线。

序号
1
2
3
4
5
6
电流表G(I1/mA)
1.37
1.35
1.26
1.24
1.18
1.11
电流表A(I2/A)
0.12
0.16
0.21
0.28
0.36
0.43
（3）根据图线求出电源的电动势E=  V(保留三位有效数字)，电源的内阻r=  Ω(保留两位有效数字)。

现在要测量一段电阻丝的电阻率r，其阻值Rx≈0.5Ω，允许通过的最大电流为0.5A。提供如下器材供你选择：

电流表A1（量程0.6 A，内阻约0.6 Ω）
电压表V2（量程3 V，内阻约3 kΩ）
待测的电阻丝Rx（阻值约为0.5Ω）
标准电阻R0 （阻值5Ω）
滑动变阻器R1（5 Ω，2A）
滑动变阻器R2（200Ω，1.5A）
直流电源E（E=6V，内阻不计）
电键S、导线若干
① 图（甲）四位同学分别设计的“测量部分”的电路，你认为合理的是（             ）；

② 实验中滑动变阻器应该选择        （选择“R1”或“R2”），并采用                接法；
③ 根据你在①、②中的选择，在图（乙）上完成实验电路的连接：

④ 实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率r的计算式为：r =                   ；
⑤ 用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图（丙）所示，则该电阻丝的直径D=          。

测一个待测电阻Rx(约200 Ω)的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电源E：电动势3 V，内阻不计；
电流表：量程0～10 mA、内阻r1约为50 Ω；
电流表：量程0～500 μA、内阻r2＝1 000 Ω；
滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω、额定电流2 A；
电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω.
(1)由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表________与电阻箱R2连接，将其改装成电压表．
(2)对于下列测量Rx的四种电路图，为了测量准确且方便应选图________．

(3)实验中将电阻箱R2的阻值调到4 000 Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可测得待测电阻Rx的测量值是________ Ω.

（6分）某实验小组设计了如下图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用与位移传感器、力传感器相连的计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如下图(b)所示．

(1)图线_______是在轨道左侧抬得较高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”)．
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝_ _kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝___.

螺旋测微器的示数为   mm．

(14分)为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲中读出金属丝的长度L=______mm
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙中读出金属丝的直径D=_____mm．
(3)该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙中读出金属丝的电阻R=____Ω

(4)接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V2（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选_____，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（用器材前的字母表示即可）
(5)在如图丁所示的实物上画出连线（部分线画划出）

（7分）某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”。

（1）由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s＝24 cm，由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________ cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝__________________________。(以上表达式均用字母表示)

（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验，得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。

m / g
250
300
350
400
500
800
 /（kg-1)
4.0
3.3
2.9
2.5
2.0
1.3
a /（m·s-2）
2.0
1.7
1.3
1.2
1.0
0.6

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