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(1)利用图(a)装置可以测量重锤下落的加速度的数值.如图(b)所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为S0,点A、C间的距离为S1,点C、E间的距离为S2,交流电的周期为T,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=______.
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是______(写出名称和符号),重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=______.

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(1)根据在匀变速直线运动中,连续相当时间内的位移差等于常数即△x=aT2有:
s2-s1=a×(2T)2=a×4T2
所以解得:a=
(S2-S1)
4T2

故答案为:
(S2-S1)
4T2

(2)重锤下落过程中,受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律得:mg-f=ma  ①,
所以要想测量阻力的大小,还应该测量重锤的质量m,
将a=
(S2-S1)
4T2
带入①得:F=mg-m
(S2-S1)
4T2

故答案为:重锤质量m;F=mg-m
(S2-S1)
4T2
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个横向的电势差称为霍尔电势差.
(1)如图甲所示,某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中单位体积内自由电子的个数.
(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=
1nq
定义为该导体材料的霍尔系数.利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图14甲中的ab b′a′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度.如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直.这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内.
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位有何要求;
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度,除了要知道H、I、UH外,还需要知道哪个物理量,并用字母表示.推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)如图1为实验室中验证动量守恒实验装置示意图
①因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的
飞行时间
飞行时间
相同,所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用
飞行时间
飞行时间
作为时间单位,那么,平抛小球的
水平位移
水平位移
在数值上等于小球平抛的初速度
②入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的下列说法中,正确的是
C
C

A、释放点越低,小球受阻力小,入射小球速度小,误差小
B、释放点越低,两球碰后水平位移小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确
C、释放点越高,两球相碰时相互作用的内力越大,碰撞前后系统的动量之差越小,误差越小
D、释放点越高,入射小球对被碰小球的作用越小,误差越小
③为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是
AC
AC
.(填下列对应的字母)
A、直尺     B、游标卡尺       C、天平      D、弹簧秤       E、秒表
④设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
成立,即表示碰撞中动量守恒.
⑤在实验装置中,若斜槽轨道是光滑的,则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒,这时需要测量的物理量有:小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1;小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h2,则所需验证的关系式为:
s2=4h1h2
s2=4h1h2

(2)一位同学设计了用打点计时器测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验,实验装置如图2所示:
长木板处于水平,装砂的小桶(砂量可调整)通过细线绕过定滑轮与木块相连接,细线长大于桌面的高度,用手突然推动木块后,木块拖动纸带(图中未画出纸带和打点计时器)沿水平木板运动,小桶与地面接触之后,木块在木板上继续运动一段距离而停下.在木块运动起来后,打开电源开关,打点计时器在纸带上打下一系列的点,选出其中的一条纸带,图中给出了纸带上前后两部记录的打点的情况.
纸带上1、2、3、4、5各计数点到0的距离如下表所示:
纸带上1-5读数点到0点的距离   单位:cm
1 2 3 4 5
前一部分 4.8 9.6 14.4 19.2 24.0
后一部分 2.04 4.56 7.56 11.04 15.00
由这条纸带提供的数据,可知
①木块与长木板间的动摩擦因数μ=
0.3
0.3

②若纸带上从第一个点到最后一个点的距离是49.2cm,则纸带上这两个点之间应有
实际打点数为30个
实际打点数为30个
个点.

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(Ⅰ)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表.请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象.

②通过对图象的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比.你认为,可以通过进一步转换,做出
F-ω2
F-ω2
关系图象来确定他们的猜测是否正确.
③在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图乙所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出F∝r的结论,你认为他们的依据是
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为
0.037
0.037
.(计算结果取2位有效数字)
(Ⅱ)某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.
用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ); 电流表(量程300μA,内阻约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A);          电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根据以上所述请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为
30.75
30.75
mm;
(2)根据表1数据在图3坐标中已描点,请作出U-I图象,根据图象求出电阻R=
4.4×104~4.8×104
4.4×104~4.8×104
Ω(保留两位有效数字);
(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 (用R、d、L表示)
(4)请在(图l)中补画出未连接的导线.

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某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验.
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①按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块.释放 小车,小车由静止开始运动.
②按实验要求正确装上纸带,让小车靠近打点计时器,按住小车,打开打点计时器电源,释放小车,获得一条带有点列的纸带.
③在获得的纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点A,B,C,….测量相邻计数点的间距s1,s2,s3,….并将其记录在纸带上对应的位置处.
完成下列填空:
(1)已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源,若打点的时间间隔用△t表示,则△t=
 
s.
(2)设纸带上五个相邻计数点的间距为s1、s2、s3和s 4.a可用s1、s4和△t表示为a=
 
;vB可用s1、s2和△t表示为vB=
 

(3)图乙为用米尺测量所得纸带上的s1、s2、s3和s4的情况,由图可读出s1=
 
cm,s2=
 
cm,s4=
 
cm.由此求得加速度的大小a=
 
m/s2,vB=
 
 m/s(计算结果取3位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,图(1)将一金属薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差,这一现象称为霍尔效应.且满足UM=kIB/d,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.
某同学通过实验来测定该金属的霍尔系数.已知该薄片的厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UM,记录数据如下表所示.
I(?10-1A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UM(?10-1V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
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(1)根据表中数据在给定坐标系中画出图线;
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(2)利用图线求出该材料的霍尔系数k=
 
×10-3V?m?A-1?T-1(保留2位有效数字);
(3)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域.图(2)是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反.霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近.当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图(3)所示.若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,则圆盘转速N的表达式:
 

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