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题型:实验题 难度:0.65 引用次数:516 题号:9722584
某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。

(1)如图甲所示,将轻质弹簧上端固定于铁架台上,在弹簧下端依次增加钩码的个数,测量出弹簧相应的长度(在弹性限度内),部分数据已填入表格中,由这些数据可得该弹簧的劲度系数k=_______N/m。(重力加速度g取10m/s2

钩码质量(g)

0

50

100

150

弹簧长度(cm)

6.50

8.50

10.50

12.50


(2)如图乙所示,将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为m、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置P后由静止释放。当光电门到P点的距离x时(x大于弹簧压缩量),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为,已知挡光片的宽度为d,则小滑块到达光电门时的动能表达式为Ek=____。只改变光电门的位置,测出多组数据(每次小滑块都能通过光电门),并作出Ek-x图像如图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为k,纵轴截距为b,则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______,释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。(均用题给物理量字母表示)
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【推荐1】某兴趣小组的同学为了测量如图甲所示的磁极已知的方形磁铁表面附近磁场的磁感应强度的大小,设计了如图乙所示的装置,图乙中两根完全相同的弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘连接。已知方形磁铁的长度远大于金属棒的长度,现进行如下操作:

a.断开开关S,用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为
b.用刻度尺测量金属棒ab的长度为L
c.将方形磁铁置于金属棒ab附近,使方形磁铁在金属棒ab处的磁场垂直于纸面向里(可视为匀强磁场);
d.闭合开关S,待系统稳定后,记录电流表的示数为I,用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为
e.保持方形磁铁与金属棒ab的距离不变,在小范围内改变方形磁铁相对于金属棒ab的位置,重复实验。
回答下列问题:
(1)两根轻弹簧的长度______(填“>”“=”或“<”);
(2)实验中______(填“需要”或“不需要”)测量金属棒ab的质量;
(3)已知轻弹簧的劲度系数为k,则方形磁铁表面附近磁场的磁感应强度______。(用已知量和测量的物理量表示)
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【推荐2】某同学设计如图所示的电路来测量物体的质量,当秤盘上不放物体时指针与金属丝上端接触,放物体后指针随秤盘同步下移,根据电压表示数就可以知道所放物体的质量,指针从上端滑到下端的过程中,秤盘始终保持水平,弹簧始终在弹性限度内。已知金属丝的总长度为,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,电源电动势为E,内阻忽略不计。

(1)某次测量时,电压表示数为U,则所放物体的质量为___________;(用题目所给字母表示)
(2)该装置能够测量的最大质量为___________。(用题目所给字母表示)
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【推荐3】在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,某同学进行实验的主要步骤如下:
a.如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
b.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力的大小。用笔在两绳套的拉力方向上分别标记ab两点,并分别将其与O点连接,表示两力的方向。
c.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力的大小并用上述方法记录其方向。

(1)实验中确定分力方向时,图甲中的b点标记得不妥,其原因是____________________
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是____________________
(3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中__________合力的实际测量值。(选填“F”或“”)
(4)下列操作有利于减小实验误差的是( )。(填字母代号)
A.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉,选择两个读数相同的弹簧测力计
B.用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时,两弹簧测力计的示数之差应尽可能大些
C.弹簧测力计、绳套、橡皮筋都应与木板平行
D.拴在橡皮筋上的两根绳套必须等长,并且要尽量长一些
(5)该同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣。于是,他将一弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连(如图丙),当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图丁)。则该弹簧的劲度系数__________N/m。
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