(10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 |
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)
⑴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 (填选项前字母);
⑵在虚线方框中画出实验电路图;
⑶根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I—U图线。
(8分)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Δt1、Δt2;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。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1= ;经过光电门2时的速度表达式v2 = ,滑块加速度的表达式a= 。(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 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
| 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 |
(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,待测小灯泡上标有“3V,1.5W”的字样。测量小灯泡两端的电压和小灯泡的电流时,备有如下器材:
| A.直流电源3V(内阻可不计) | B.直流电流表0 -3A(电阻约0.1Ω) |
| C.直流电流表O- 600mA(内阻约0.5Ω) | D.直流电压表0-3V(内阻约3kΩ,) |
G.滑动变阻器lkΩ、300mA
①除开关、导线外,为了完成该实验,需要从上述器材中选用的器材有 .(用序号字母表示)
②利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组实验数据,请你在答卷虚线框内画出实验原理电路图;并将图中实物连接成实验电路图.
③下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的,根据表格中的数据在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线.
④试估算当小灯泡两端电压为2.2V时,该灯泡的实际功率为 W(结果保留两位有效数字)
(10分)某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律,实验装置如图。他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度。![]()
①为了尽量减小实验的误差,以下采取的措施中必要的是:
| A.适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑 |
| B.应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M |
| C.定滑轮的轮轴要尽量光滑 |
| D.先放手让小车运动起来,速度足够大之后再让打点计时器通电打点 |
vB= m/s,小车的加速度a= m/s2.
③保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 小车加速度a/m·s-2 | 1.95 | 1.72 | 1.51 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
| 小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
| 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |