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【题目】某同学利用如图所示装置进行“验证牛顿第二定律”的实验,图中A为带有砝码的小车(车上装有挡光窄片),B为光电门,C为一端带有滑轮的长木板(长木板上附有刻度尺),D为装有沙的沙桶,沙桶通过细线绕过滑轮连接在小车上,重力加速度为g,试解答下列问题:

(1)为了能完成该实验,还需要的实验器材是_____________________。

(2)小车在细线拉力的作用下,从长木板左端某位置由静止开始做 匀加速直线运动,通过长木板上的刻度尺可以读出小车上挡光窄 片到光电门的距离s,通过光电门读出窄片经过光电门的挡光时间为△t,已知窄片的宽度为d,则小车经过光电门时速度为_______;小车在此过程中的加速度为_______(用题中给出的字母表示)。

(3)该同学在实验过程中测出小车A及车上砝码与窄片的总质量为M,沙及沙桶的总质量为m,他用沙及沙桶的重力mg作为细线的拉力F,即F=mg,在上述实验过程中测出小车运动的加速度为a,在实验过程中,他还注意平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力,所有操作均正确,他通过多次实验、测量、计算和分析后发现小车运动的加速度a总是略小于细线拉力F与小车总质量的比值,即a<,你认为这种误差属于______________(填“偶然误差”或“系统误差”)。

【答案】天平 系统误差

【解析】

(1)[1]实验中需要测出小车及砝码质量M和沙桶与沙的总质量m,因此需要用天平。

(2)[2]小车通过光电门的速度v=;

[3]由v2 = 2 as,得小车运动的加速度为a =;

(3)[4]这种误差是由实验方法引起的误差,属于系统误差,即用沙及沙桶的重力当做细线对小车的拉力而造成的系统误差。

练习册系列答案
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【题目】如图所示,在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。一带电粒子沿平行于板面的方向,从左侧两极板中央射入电场中,恰能从右侧极板边缘处离开电场。不计粒子重力。若可以改变某个量,下列哪种变化,仍能确保粒子一定飞出电场

A. 只减小粒子的比荷

B. 只增大电场强度

C. 只增大粒子的带电量

D. 只减小粒子的入射速度

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【题目】实验小组用图甲所示的装置既可以探究加速度与合力的关系,又可以测量当地的重力加速度。装置中的物块下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以便改变物块所受到力的大小,物块向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出,现保持物块质量不变,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为力传感器的示数大小等于悬挂滑轮绳子的拉力),不计滑轮的重力。

(1)某同学根据实验数据画出了a-F关系图线如图乙所示,则由该图像可求得物块的质量m=___________kg,当地重力加速度g=___________m/s2(结果均保留两位有效数字),

(2)改变砂桶和砂的总质量M使物块获得不同大小的加速度a,则实验得到的加速度a的值可能是___________(选填选项前的字母)。

A.12.0m/s2B10.0m/s2C.6.5m/s2D.8.2m/s2

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【题目】如图所示,光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,N为轨道交点.两轨道之间宽度为0.5 m,匀强磁场方向竖直向上,大小为0.5 T.质量为0.05 kg的金属细杆置于轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时,其可以沿轨道由静止开始向右运动.已知MN=OP=1.0 m,金属杆始终垂直轨道,OP沿水平方向,则(  )

A. 金属细杆在水平段运动的加速度大小为5 m/s2

B. 金属细杆运动至P点时的向心加速度大小为10 m/s2

C. 金属细杆运动至P点时的速度大小为0

D. 金属细杆运动至P点时对每条轨道的作用力大小为0.75 N

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【题目】如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10-4C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5,假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(取g=10m/s2)

(1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小.

(2)带电体最终停在何处.

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【题目】如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表电路图。图中E为电池(电动势E=1.5V,内阻不计);R1和R2为定值电阻,R3为可变电阻;表头G满偏电流Ig=2mA,内阻Rg=150Ω,A、B分別为两表笔插孔;虚线圆内有选择开关K和三个挡位;直流电压挡量程30V,直流电流挡量程100mA,欧姆挡倍率为“×1”。试解答下列问题:

(1)在多用电表使用前,应先将两表笔分别插人两插孔中,其中红色表笔应插入_______插孔(填“A”或“B”);再观察多用电表的指计是否静止在多用电表_______(填“左”或“右”)侧的零刻度处,如果不是静止在此零刻度处,则需要进行多用电表的机械调零。

(2)根据题中所给条件计算出R1=_______Ω,R2=_______Ω(均保留三位有效数字)。

(3)为了便于操作并实现欧姆表冇效调零与测量,电阻R3应选择_______。

A. 10Ω

B. 20Ω

C. 1000Ω

D.10kΩ

(4)在某次测量时,该多用电表指针如图(b)所示。若选择开关K接“1”,多用电表示数为_______;若选择开关K接“2”,多用电表示数为_______;若选择开关K 接“3”,多用电表示数为_______。

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【题目】如图所示,质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球,用长度不等的轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β),两小球恰在同一水平线上,那么

A.两球一定带异种电荷

B.q1一定大于q2

C.m1一定小于m2

D.m1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力

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【题目】一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图(a)所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图(b)所示,三个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接成如图(c)所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2,它们之间的大小关系为(  )

A.P1=4P2B.PD=C.P1<4P2D.PD>P2

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【题目】如图所示,为一环形磁约束装置的原理图,圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过x轴上的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ,粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ,已知OQ与x轴正方向成60°。不计重力和粒子间的相互作用。求:

(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小;

(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中B2的大小、方向及环形半径R至少为多大;

(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的运动周期。

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