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15.先要驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.給定的器材如下:一傾角可以調節(jié)的長斜面 (如圖所示)、小車、計時器一個、米尺.
(1)填入適當的公式或文字,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時間t;
②用米尺測量A1與A2之間的距離s,則小車的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$;
③用米尺測量A1相對于A2的高度h.設小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=$\frac{mgh}{s}$;
④改變斜面的高度h,重復上述測量;
⑤以h為橫坐標,$\frac{1}{{t}^{2}}$為縱坐標,根據實驗數據作圖.如能得到一條過原點的直線,則可以驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律. 
(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中,某同學設計的方案是:
①調節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑,測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0;
②進行(1)中的各項測量;
③計算與作圖時用(h-h0)代替h.
對此方案有以下幾種評論意見,其中合理的意見是C.
A.方案正確可行
B.方案的理論依據正確,但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動
C.方案的理論依據有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關.

分析 (1)小車做的是初速度為零的勻加速直線運動,根據運動規(guī)律:s=$\frac{1}{2}$at2可求出加速度a.小車所受的合外力是重力沿斜面的分力,大小為:mgsinθ,θ為斜面的夾角,求出sinθ,即可求出合外力F.
(2)根據實驗步驟與實驗原理分析答題.

解答 解:(1)②小車做的是初速度為零的勻加速直線運動,根據運動規(guī)律:s=$\frac{1}{2}$at2,解得:a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$;
③小車所受的合外力是重力沿斜面的分力,大小為:mgsinθ,θ為斜面的夾角,sinθ=$\frac{h}{s}$,所以合力為:F=mgsinθ=$\frac{mgh}{s}$.
④改變斜面的高度h,重復上述實驗.
(2)當改變斜面的傾角,小車所受摩擦力會發(fā)生改變,故選C.
故答案為:(1)②$\frac{2s}{{t}^{2}}$;③$\frac{mgh}{s}$;④斜面的高度h;(2)C.

點評 本題考查了實驗步驟、實驗方案評價,理解實驗原理是解題的前提與關鍵;實驗中需要測量的物理量是直接測量還是間接測量.通過物理規(guī)律可以把變量進行轉換,以便更好研究和測量.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.如圖是某實驗小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結構之間的關系裝置圖.充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計相連,B板和靜電計金屬殼都接地,A板通過絕緣柄固定在鐵架臺上,人手通過絕緣柄控制B板的移動.請回答下列問題:

(1)本實驗采用的科學方法是C
A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法
(2)在該實驗中,靜電計的作用是B
A.測定該電容器的電荷量B.測定該電容器兩極的電勢差
C.測定該電容器的電容D.測定A、B兩板之間的電場強度
(3)在實驗中觀察到的現象是A
A.甲圖中的手水平向左移動時,靜電計指針的張角變大
B.乙圖中的手豎直向上移動時,靜電計指針的張角變小
C.丙圖中的手不動,而向兩板間插入陶瓷片時,靜電計指針的張角變大
D.丙圖中的手不動,而向兩板間插入金屬板時,靜電計指針的張角不變.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.正離子源發(fā)射出正離子經加速電壓后,進入互相垂直的電場和磁場中,電場和磁場方向如圖所示,發(fā)現離子向上偏轉,要使離子沿直線通過混合場,需要( 。
A.增大電場強度E,減小磁感應強度BB.增大電場強度E,減小加速電壓U
C.適當增大加速電壓UD.適當增大電場強度E

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如圖所示電路中,電流表、電壓表為理想電表,當R2的滑片向右滑動時(  )
A.電壓表讀數變大
B.電流表讀數減小
C.R1消耗的功率變大
D.電壓表讀數的變化量與電流表讀數的變化量之比$\frac{△U}{△I}$不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心O的軸線上有a、b、c三個點,a和b、b和c的距離均為R,c和b關于O對稱,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷.已知b點處的場強為零,則c點處場強的大小為(k為靜電力常量)(  )
A.$k\frac{3q}{4R^2}$B.$k\frac{5q}{4R^2}$C.$k\frac{4Q+q}{4R^2}$D.$k\frac{16Q+q}{4R^2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

20.在“測定金屬電阻率”的實驗中,需用用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其結果如圖甲所示,其讀數為1.602mm;

測量電阻時,先用多用電表粗測金屬絲的電阻阻值約為5Ω,再采用“伏安法”精確測量金屬絲的電阻,實驗室能夠提供的實驗器材有:
A.電流表G,量程為0~300μA,內阻Rg=100Ω
B.電流表A1,量程為0~0.6A,內阻r1=0.1Ω
C.電流表A2,量程為0~3A,內阻r2=0.02Ω
D.電阻箱R1,阻值范圍0~999.9Ω
E.電阻箱R2,阻值范圍0~9999.9Ω
F.滑動變阻器R3,最大阻值為10Ω
G.電源E=3V,內阻約為r=0.5Ω
H.開關一只,導線若干
回答下列問題:
(2)正確選擇實驗器材,電流表應選擇A和B,變阻箱應選E;(填寫元器件前的字母代號)
(3)畫出電阻測量的實驗電路圖;
(4)使用正確電路,分別測量多組實驗數據,并記錄在如圖乙IG-I坐標系中,將R2調節(jié)到9900Ω,根據記錄的實驗數據做出金屬絲的IG-I圖線,并算出金屬絲的電阻Rx=5.0Ω.(計算結果保留兩位有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

7.某同學要測量一由新材料制成的粗細均勻的圓柱形導體的電阻率ρ.步驟如下:
(1)用螺旋測微器測量其直徑如圖甲所示,由圖可知其直徑為4.700mm;
 
(2)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱形導體的電阻,表盤的示數如圖乙所示,則該電阻的阻值約為220Ω.
(3)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱形導體電阻R
電流表A1(量程0~4mA,內阻約50Ω)
電流表A2(量程0~10mA,內阻約30Ω)
電壓表V1(量程0~3V,內阻約10kΩ)
電壓表V2(量程0~15V,內阻約25kΩ)
直流電源E(電動勢4V,內阻不計)
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,額定電流2.0A)
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,額定電流0.5A)
開關S,導線若干.
為減小實驗誤差,要求測得多組數據進行分析,在實驗中,電流表應選用A2,電壓表應選用V1(均填器材代號);請在圖丙虛線框中畫出合理的測量電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,電源電動勢E,內阻忽略不 計.兩平行極板間有垂直紙面向里的勻強磁場,一帶正電的粒子(不計重力)以速度v0正好水平向右勻速穿過兩板.以下判斷正確的是( 。
A.將滑片P向上移動一點,該粒子穿出兩板過程中動能減小
B.將滑片P向上移動一點,該粒子穿出兩板過程中電勢能減小
C.若粒子帶負電,則不可能沿圖示方向沿直線穿過此區(qū)域
D.若將R0換為$\frac{1}{2}$R0的另一電阻,該粒子仍沿直線穿出兩板,則粒子速度為$\frac{{v}_{0}}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

5.如圖所示是電火花計時器的示意圖電火花計時器和電磁打點計時器一樣,工作時使用交流(選填“交流”或“直流”)
電源,當電源的頻率是50Hz時,每隔0.02s打一次點.下列操作正確的是:AB
A.打點前,小車應靠近打點計時器,要先接通電源,待計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車
B.要舍去紙帶上密集的點,然后選取計數點
C.打點頻率為50赫茲,每隔四個點取一個計數點,則相鄰兩計數點間的時間間隔為0.02s
D.實驗中應使小車速度盡量小些.

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