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    斜拉索桥比梁式桥具有更大的跨越能力，是现代大跨径桥梁的重要结构形式，桥的斜拉悬索主要承受拉力。某校研究性学习小组的同学们很想知道斜拉索桥的悬索能承受的最大拉力，但由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律。

    ①同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物，来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是：                                                。
    ②经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案后进行实验。最后实验取得数据如下：
    分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量x（单位m）之间遵循的函数关系式是F=                  ；对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度         成正比、与悬索的横截面积        成正比。
    （1）将样品水平放置在光滑水平面上，用滑轮将竖直向下的力变为水平的拉力。
    （2）；   平方的倒数  、 的大小 

    试题分析：（1）为了消除重力产生的影响，可以将样品放在光滑水平面上去拉，再用一个光滑的滑轮下面挂上重物。
    （2）根据，将数据换成国际单位，代入可求出，因此；根据A、B、D选出取相同横截面积情况下，可以比较出比例系数与悬索长度平方的倒数成正比；根据A、C、E可知比例系数与悬索的横截面积的大小成正比。
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （6分）我们用如图所示装置探究弹力与弹簧伸长的关系，某同学先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）

    砝码质量
    		0.00
    		1.00
    		2.00
    		3.00
    		4.00
    		5.00
    		6.00
    		7.00
    标尺刻度
    		15.00
    		18.94
    		22.82
    		26.78
    		30.66
    		34.60
    		42.00
    		54.50
    （1）根据所测数据，在右图坐标纸中作出弹簧指针所指的标尺刻度值与砝码质量的关系曲线。

    （2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，力在       范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种弹簧的劲度系数为         。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    实验题（18分，每空2分）
    （1）（8分）如图（a）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.

    ①平衡小车所受的阻力的操作：取下       ，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图（b）所示，则应    （填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止．
    ②图（c）为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标为小车上砝码的质量．

    设图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．
    （2）（10分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．
    ①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误：a                 ；b                      ．

    ②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得、、、、．若打点的周期为T，则打E点时速度为=         ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 =       ．
    ③若当地的重力加速度值为，请写出误差的主要原因                           ．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （6分）某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持铝箱总质量m不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力）。已知重力加速度为g，不计滑轮的重力。某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点O的倾斜直线，其中纵轴为铝箱的加速度大小，横轴应为__________（用所给字母表示）；当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线_______________（填选项前的字母）
    A．偏向纵轴 B．偏向横轴
    C．仍保持原方向不变 D．斜率逐渐减小

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图(a)所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，砂和砂桶的质量用m表示． (交流电的频率为50Hz)

    (1)图(b)所示为某次实验得到的纸带，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)
    (2)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力．
    (3)在实验中，由于没有注意始终满足（2）的条件，结果得到的图象应是图中的(　　)

    (4)某一组同学先保持砂和砂桶的质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．
    A．平衡摩擦力时，应将砂和砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上
    B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
    C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
    D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式求出

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （1）（4分）①在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、重物、纸带、导线、秒表、开关、夹子，还缺少的器材是                 。
    ②某同学用游标卡尺测量一薄的金属圆片的直径，读出图中的示数，
    该金属圆片的直径的测量值为        cm

    （2）（8分）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下：
    ①用天平称出物块Q的质量m；
    ②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC/的高度h；
    ③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
    ④重复步骤③，共做10次；
    ⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。
    用实验中的测量量表示：

    （ⅰ）物块Q到达B点时的动能EkB＝__________；
    （ⅱ）物块Q到达C点时的动能EkC＝__________；
    （ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf＝__________；
    （ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝__________。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （9分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

    （1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
    A.按照图示的装置安装器件；
    B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
    C.用天平测出重锤的质量；
    D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
    E.测量纸带上某些点间的距离；    
    F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
    其中没有必要进行的步骤是            ，操作不当的步骤是          。
    （2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为，则计算重锤下落的加速度的表达式=         。(用、、、及表示)

    （3）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，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是         。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是_   __。
    A．电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短，并且可能会打出短线
    B．纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短
    C．打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
    D．如果振针松动，可能会出现打出短线

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （13分）（1）在物理实验中体现了很多的物理研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图像法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等。请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内。

    ①在“利用打点计时器测速度”的实验中，运用     法，可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度：在“探究互成角度的两个力的合成”的实验中，分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2，把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，则F就是F1和F2的合力，实验原理采用的是       法。在“探究平抛运动的规律”的实验中，如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地。运用     法，可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
    ②图象法是物理实验中一种重要的研究方法。在研究加速度与外力（质量m一定）的关系、验证机械能守恒定律、探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中，某同学正确作出了三个实验的相关图象，如图中A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断，A实验的图象“斜率”表示         ；B实验图象的“斜率”表示          ；C实验图象的“斜率”表示           。
    （2）某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W。某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
    A．电源E（电动势为4.5V）                             
    B．电压表V（量程为0～5V，内阻约为4k）
    C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2）
    D．电流表A2(量程3A，内阻约0.05);
    E．滑动变阻器R1（最大阻值10,额定电流1A）
    F．滑动变阻器R2（最大阻值2k,额定电流100mA）

    ①为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用  ，滑动变阻器应选用    。（填所选仪器前的字母序号）。
    ②请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线内（小电风扇的电路符号如图所示）。
    ③操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为    ，正常工作时的发热功率为   ，机械功率为   。

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