摘要: 如图47-A-10是激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到液面.反射光OB射到水平光屏上.屏上用光电管将光信号变成电信号.电信号输入控制系统用以控制液面高低.如果发现光点B在屏上向右移动了S的距离到B. .由此可知液面 的距离 (该题考查光的反射定律)
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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:

①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差,下列说法中正确的是
A.R测>R真
B.R测<R真
C.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
.
丙同学猜:复摆的摆长应该大于
.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
.
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是
(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
.单摆的周期计算值(T0=2π
),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
由上表可知,复摆的等效摆长
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出L等=
.(结果保留三位有效数字,其中L等是板长为L时的等效摆长T=2π
).
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①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
CDG
CDG
(用器材的序号字母表示)(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差,下列说法中正确的是
AD
AD
.A.R测>R真
B.R测<R真
C.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
| L |
| 2 |
丙同学猜:复摆的摆长应该大于
| L |
| 2 |
| L |
| 2 |
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是
错误
错误
的(选填“正确”或“错误”)(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
| L |
| 2 |
|
| 板长L/cm | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
| 周期计算值T0/s | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
| 周期测量值T/s | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”).(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出L等=
1.35
1.35
| L |
| 2 |
|
某同学用如图1所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t.改变钩码个数,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表.
(1)为便于分析F与t的关系,应作出F-
的关系图象,请在坐标纸上(图2)作出该图线
(2)由图线得出的实验结论是:
(3)设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由上述实验结论推导出物体的加速度a与时间t的关系式为

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| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| F/N | 0.49 | 0.98 | 1.47 | 1.96 | 2.45 | ||
| t/(ms) | 40.4 | 28.6 | 23.3 | 20.2 | 18.1 | ||
| t2/(ms)2 | 1632.2 | 818.0 | 542.9 | 408.0 | 327.6 | ||
|
6.1 | 12.2 | 18.4 | 24.5 | 30.6 |
| 1 |
| t2 |
(2)由图线得出的实验结论是:
F与
成正比.
| 1 |
| t2 |
F与
成正比.
| 1 |
| t2 |
(3)设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由上述实验结论推导出物体的加速度a与时间t的关系式为
a=
=
=
?
| υ2 |
| 2s |
(
| ||
| 2s |
| d2 |
| 2s |
| 1 |
| t2 |
a=
=
=
?
| υ2 |
| 2s |
(
| ||
| 2s |
| d2 |
| 2s |
| 1 |
| t2 |
①试在下面图中,将器件按原理图连接成实验电路(图2).
②一位同学在实验中记录了6组数据(如表格所示),试根据这些数据在表格上(图3)画出U-I图象,根据图象读得电动势E=
1.47
1.47
V,求得内阻r=0.47
0.47
ΩI(A) |
U(V) |
| 0.12 | 1.37 |
| 0.20 | 1.32 |
| 0.31 | 1.24 |
| 0.32 | 1.18 |
| 0.50 | 1.10 |
| 0.57 | 1.05 |
做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示,每相邻两点之间还有4个点未画出来,打点计时器使用的是50Hz交流电,求打点计时器打“2”时小车速度v2=

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0.49
0.49
m/s,小车的加速度a=0.87
0.87
m/s2.?(保留到0.01)[图中数据/cm:4.47 5.34 6.21 7.10 8.00 8.86].某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”,他的操作步骤如下:①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上,②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处,③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处,④用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t,⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表:

(1)若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示,则遮光条的宽度d=
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s,遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为t,可推导出滑块的加速度a与t关系式为
(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系,只要作出
(4)根据作出的图象,判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
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| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| F/N | 0.49 | 0.98 | 1.47 | 1.96 | 2.45 |
| t/(ms) | 28.6 | 23.3 | 20.2 | 18.1 | 16.5 |
| t2/(ms)2 | 818.0 | 542.9 | 408.0 | 327.6 | 272.25 |
| t-2/[×10-4(ms)-2] | 12.2 | 18.4 | 24.5 | 30.6 | 36.7 |
1.050
1.050
cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为0.37
0.37
m/s(保留两位有效数字)(2)实验中遮光条到光电门的距离为s,遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为t,可推导出滑块的加速度a与t关系式为
a=
| d2 |
| 2st2 |
a=
.| d2 |
| 2st2 |
(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系,只要作出
F~
| 1 |
| t2 |
F~
的关系图象,请作出该图线.| 1 |
| t2 |
(4)根据作出的图象,判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
没有将气垫导轨调节水平
没有将气垫导轨调节水平
.