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    如图8-7所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计.玻璃管竖直悬挂.上端封闭.下端开口.管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气.活塞连接一轻质秤钩.已知玻璃管横截面积S为1cm2.现将不同质量的钩码M挂在秤钩上.稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L.在实验过程中气体的温度保持不变.四次实验的数据记录在下面的表格上: 己知气体在温度保持不变时其压强与体积满足恒量的关糸. 次数 1 2 3 4 M(kg) 0.000 0.100 0.250 0.409 L(cm) 2.00 2.22 2.66 3.36 ①通过计算可得实验时大气压强P0= Pa. ②在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力F= N.空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而 变化. 通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力.存在一些不足之处.请列举两点: b 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （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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    伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了其猜想。某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。

    (1)实验时，让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量_________的。 水滴下落时间与等高物体运动时间        （填“相等”或“不相等”）

    (2)下表是该小组测得的有关数据， s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据，根据__________________，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    S(m)

    4.5

    3.9

    3.0

    2.1

    1.5

    0.9

    0.3

    V(mL)

    90

    84

    72

    62

    52

    40

    23.5

     

    5.6

    5.4

    5.8

    5.8

    5.6

    5.6

    5.4

     

     

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    I、伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还运用实验验证了他的猜想．某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案，设计了如下实验，探究物体沿斜面下滑的运动．
    ①实验时，让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中，当滑块碰到挡板时同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）．该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量
    时间
    时间
    的．
    ②下表是该小组同学测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒收集的水量．分析表中数据，根据
    在实验误差范围内，
    s
    V2
    是一常数
    在实验误差范围内，
    s
    V2
    是一常数
    ，可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动．
    次数 1 2 3 4 5 6 7
    s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3
    V/mL 90 84 72 62 52 40 23.5
    s
    V2
    /(m?mL-2)    		 5.6×10-4 5.5×10-4 5.8×10-4 5.5×10-4 5.6×10-4 5.6×10-4 5.4×10-4
    ③本实验的误差主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于：
    斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
    斜面摩擦不均匀，水量测量不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步，滑块停止下滑和停止流水不同步等
    （只要求写出一种）．

    II、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”．要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据．
    金属丝（L）长度为L0直径为D
    电流表（A1）量程10mA内阻r1=40Ω
    电流表（A2）量程500μA内阻r2=750Ω
    电压表（V）量程10V内阻10kΩ
    电阻（R1）阻值为100Ω起保护作用
    滑动变阻器（R2）总阻值约20Ω
    电池（E）电动势1.5V内阻很小
    开关（S）
    导线若干
    （1）在图2 所示的方框中画出电路图，并标明所用器材的代号．
    （2）若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ，则所用的表达式ρ=
    πD2(I2r2-I1r1)
    4L0I1
    πD2(I2r2-I1r1)
    4L0I1
    ，式中各符号的意义是
    I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径
    I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径
    ．

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    请完成以下两小题。

    （1）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动。同时他还运用实验验证了其猜想。某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。

        ①实验时，让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同耐关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定）。该探究方案利用量筒中收集的水量来测量            。

        ②下表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同位置由静止释放后沿斜面下滑的距离，y为相应过程中量筒中收集的水量。分析表中数据，根据     可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    s/m

    4.5

    3.9

    3.0

    2.1

    1.5

    0.9

    0.3

    V/mL

    90

    84

    72

    62

    52

    40

    23.5

    5.6×10-4

    5.5×10-4

    5.8×10-4

    5.5×10-4

    5.6×10-4

    5.6×10-4

    5.4×10-4

    ③本实验误差的主要来源有：距离s的测量有误差，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于              等。（写出一种即可）

    （2）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图口所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。 

        ①用“笔画线”代替导线，将图b中的电路补充完整。

        ②实验一：  

    用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻的阻值，通过测量得到该电池的U—I曲线a（见图c）。则由图象可知，当电流小于200 mA时，该硅光电池的电动势为           V，内阻为          Ω。

        ③实验二：

        减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U—I曲线b（见图c）。

    当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路在实验一中的路端电压为1.5 V，则在实验二中可调电阻R的电功率为         mV（计算结果保留两位有效数字）。

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    （14分）请完成以下两小题。

    （1）（6分）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动。同时他还运用实验验证了其猜想。某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。

        ①实验时，让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同耐关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定）。该探究方案利用量筒中收集的水量来测量            。

        ②下表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同位置由静止释放后沿斜面下滑的距离，y为相应过程中量筒中收集的水量。分析表中数据，根据     可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    s/m

    4.5

    3.9

    3.0

    2.1

    1.5

    0.9

    0.3

    V/mL

    90

    84

    72

    62

    52

    40

    23.5

    5.6×10-4

    5.5×10-4

    5.8×10-4

    5.5×10-4

    5.6×10-4

    5.6×10-4

    5.4×10-4

    ③本实验误差的主要来源有：距离s的测量有误差，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于             等。（写出一种即可）

    （2）（8分）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图口所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。 

        ①用“笔画线”代替导线，将图b中的电路补充完整。

        ②实验一：  

    用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻的阻值，通过测量得到该电池的U—I曲线a（见图c）。则由图象可知，当电流小于200 mA时，该硅光电池的电动势为           V，内阻为          Ω。

        ③实验二：

        减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U—I曲线b（见图c）。

     

    当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路在实验一中的路端电压为1.5 V，则在实验二中可调电阻R的电功率为         mV（计算结果保留两位有效数字）。

     

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