题目内容

(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

⑴若取小车质量M=0.4kg,改变砂桶和砂的质量m的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是    ;

A.m1=5g          B.m2=1kg          C.m3=10g          D.m4=400g

⑵图乙为某实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为        m/s2;(保留两位有效数字)

⑶为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先                   ,该操作是否成功的判断依据是                                                             。

 

【答案】

 ⑴BD;⑵3.2;⑶平衡小车的摩擦力,不挂砂桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的。

【解析】

试题分析:⑴在探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,用砂和砂桶的重力表示细线上的拉力,即小车运动时所受的合力F,由于细线不可伸长,因此,当小车运动时具有加速度a时,啥和砂桶也具有了等大的加速度,所以只有当砂和砂桶的质量m远远小于小车的质量M时,细线中的拉力才约等于mg,所以在M=0.4kg时,m的值不合适的是选项B、D;

⑵根据匀变速直线运动规律有:Δs=a(Δt)2,由图乙可知:Δt=0.04s,Δs=0.51cm,解得:a=3.2m/s2;

⑶小车在实际运动过程中受重力Mg、木板的支持力N和滑动摩擦力f、细线的拉力T,因此实验操作时必须首先必须将木板不带滑轮的一端抬高,使得重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡,小车受到的合外力大小才等于细线对小车的拉力T,判断重力沿板面向下的分力与滑动摩擦力f平衡的方法是,在不挂砂桶时,使小车做匀速直线运动,即小车拉着纸带打的点迹是均匀的。

考点:本题主要考查了探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验问题,属于中档题。

 

练习册系列答案
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(2011?河东区一模)(1)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数(1/v)图象如图所示.若已知汽车的质量为m=1.5×103kg,则汽车运行时的功率为
60
60
kW,所受到的阻力为
3.0
×10
3
 
3.0
×10
3
 
N.
(2)某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系.
①做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x,用游标卡尺测得遮光条宽度d.则滑块加速度的表达式a=
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
.(以上表达式均用已知字母表示).
如图乙所示,若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为
8.15
8.15
mm.

②为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲).关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
BC
BC

A.M增大时,h增大,以保持二者乘积增大
B.M增大时,h减小,以保持二者乘积不变
C.M减小时,h增大,以保持二者乘积不变
D.M减小时,h减小,以保持二者乘积减小
(3)(8分)2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫,以表彰他们对石墨烯的研究.他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的.我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨,能导电.某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验,得到如下数据(I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压):
U/V 0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00
I/A 0.00 0.10 0.18 0.28 0.38 0.48
实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1.0Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻3kΩ)
D.电压表V2(量程15V,内阻15kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)
①除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E(6V)、开关和带夹子的导线若干外,还需选用的其它器材有
ACE
ACE
(填选项前字母);
②在虚线方框中画出实验电路图;
③根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线.
I 利用图10中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落.打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.
(1)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有
 
.(填入正确选项前的字母)
A.天平B.秒表C.刻度尺
(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:
 
.
II(5分)为了测量电源的电动势和内阻,在实验室里我们通常采取图甲所示电路测量,请根据该电路图在图乙中连接实物图
 
.
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III某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图乙中的黑点代表亮点的中心位置.
(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,若双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为感光片上相邻两光点间的距离为b,则光的波长λ=
abL
.该同学测得L=1.0000m,双缝间距a=0.22mm,用带10分度游标的卡尺测感光片上的光点间距时,尺与点的中心位置如图乙所示.图乙中第一个光点到第四个光点的距离是
 
mm.实验中激光的波长λ=
 
m(保留两位有效数字)
(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将
 
.(选填变大、变小、不变)
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