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(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列的说法正确的是:______.
A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件不变时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.选纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
②按图a所示安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图b所示.图中O点为为打点起始点(速度为零).选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=______,动能的增加量△Ek=______( 用题中所给字母表示 ).
(2)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别约为0.1Ω和1kΩ,如图所示为所需的器材.
①在方框内画出实验电路图
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②把器材连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.
③一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线.
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④根据图线求出电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05
⑤这位同学对以上实验进行了误差分析.其中正确的是______.
A、实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B、实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C、实验测出的电动势小于真实值
D、实验测出的内阻大于真实值.
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(1)①
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:①A、根据机械能守恒的表达式,可知不需要测量质量,故A错误;
B、为了减小误差,纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上,故B正确;
C、由于阻力实际不能忽略,故若重物质量过小,阻力的影响较大,结果误差较大,故C错误;
D、为了减小误差,应取距离较大的两个点进行测量计算,故D错误.
故选B.
②重力势能减小量等于mgh,而OF两点的距离为h2,故减小的重力势能等于mgh2
F点的速度等于EG段的平均速度,故v=
h3-h1
2T
,则F点的动能等于:
1
2
mv2=
m(h3-h1)2
8
T

(2)①测电动势和内电阻只需得出电源的路端电压及流过电源的电流即可,故采用限流接法,注意由于电源内阻较小,故电路采用电压表内接法,答案如图甲;
②按选定的原理图,将实物图连接,注意先连接串联部分,再把电压表并入;因题意中给出的是干电池的电动势和内阻,故电压表量程应选3V;而由表中数据可知,电路中电流最大为0.57A,故电源表应选择0.6A量程;故答案如图乙;
③利用表中数据进行描点,由图可知有点误差较大,应舍去,答案如图所示;
④由闭合电路欧姆定律可知,U=E-Ir可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势,故电动势约为1.45V(1.43-1.47均正确);图象的斜率表示电源的内阻,由图可知,当电压为1.0V时,电路中电流为0.65A,故r=
1.45-1.0
0.65
Ω=0.69Ω(0.60-0.80均按正确)
⑤本实验的误差是由于电路的选择而造成的,误差来自于电压表的分流,故误差无法通过多次测量取平均值而减小,故A正确,B错误;
在本实验中由于电压表的分流使电流表示数小于真实值,故测量图象应向下平滑,故测得的电动势偏小,同时由于斜率也偏小,故内阻也小于真实值;故选AC.
故答案为:(1)①B;②
m(h3-h1)2
8
T

(2)①②③如上图;④1.45V(1.43-1.47均正确);0.69Ω(0.60-0.80均按正确);⑤AC.

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练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在“验证机械能守恒实验”中,有如下步骤:在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁(如图甲),通电时,小球被吸在电磁铁上,断电时,小球自由下落.铁架台上有可以移动的光电门.当小球经过光电门时,光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t.

①如图乙所示,用游标卡尺可测得小钢球的直径:d=
0.52
0.52
cm;实验时将小钢球从图示位置由静止释放,由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则小球经过光电门时的瞬时速度为
0.43
0.43
m/s(保留2位有效数字).
②在本次实验中还必须测量的物理量是
小球出发点到光电门的距离L
小球出发点到光电门的距离L
(请用文字说明并用相应的字母表示).
③本实验通过比较
gL
gL
d2
2△t2
d2
2△t2
(用以上所测量的物理量符号表示),在实验误差允许的范围内相等,就可以验证小球机械能守恒.
(2)某同学利用如图所示装置探究“加速度和力、质量的关系”的实验中,测得滑块的加速度a和拉力F的数据如表所示:

F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m?s-2 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
①根据表中的数据在图所示的坐标中作出a-F图象;
②滑块质量为
1.00
1.00
 kg.
③图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是
滑块所受到的摩擦力
滑块所受到的摩擦力

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.(1)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:
ACGEF
ACGEF
(填代号).
A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来
B.用天平称出重锤的质量
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以
v2
2
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的
B
B
,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是
g
g

Ⅱ.如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
U(V) 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I(A) 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
(1)下列电源和滑动变阻器可供选择的是
D
D

A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是
a→b
a→b
(选填“a→b”或“b→a”).
(3)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而
增大
增大
(填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为
5
5
Ω.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
C.接通电源,松开纸带,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下第一个打下的点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点
E.测出纸带上各个计数点到O点的距离,得到这些点对应时刻重锤下落高度
F.利用测量数据,计算出这些点对应时刻的物体速度
G.利用上述数据,计算各点对应的重力势能减少量和动能增量,并进行比较
以上步骤中,不必要的步骤是
A
A
(填写代表字母);
有错误或不妥的步骤是
BD
BD
 (填写代表字母).
(2)某同学用正确的步骤和操作进行试验,得到一条清晰的纸带,电源频率为50赫兹,O为打下的第一个点(初速度为零),各相邻的点间距如图所示,已知当地的重力加速度为9.8m/s2,重锤质量为1.0kg,则从O到C这段时间内,重锤重力势能的减少量为
8.25
8.25
J,重锤动能的增加量为
8.00
8.00
J.(结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网电磁打点计时器是一种计时装置,请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题:
(1)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,(相邻计数点的时间间隔为0.02s),单位:cm,g=10m/s2.那么:
①纸带的
 
端与重物相连.(填“左”或“右”)
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量△EP=
 
,物体动能的增加量△E K=
 
.(取三位有效数字)
③通过计算,数值△EP 与△E K并不相等,这是因为
 

(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每5个点取好计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答
①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是
 

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②打A纸带时,物体的加速度大小是
 
m/s2.(取三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8 m/s2):
①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需
BD
BD
(填字母代号)中的器材.
A.直流电源  B.交流电源  C.游标卡尺  D.毫米刻度尺  E.天平及砝码  F.秒表
②正确使用打点计时器,打出的某一条纸带如图1,O是纸带静止时打的点,1、2、3、4、5、6是依次打的6个点,已知电源频率是50Hz.利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v4=
0.765
0.765
 m/s.
(2)用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r.
提供的器材有:保护电阻R0(准确阻值是50Ω)、电阻箱R1(0~100Ω)、电阻箱R2(0~200Ω)、电源(电动势约6V,内阻约1Ω)、单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2、导线若干.
供选择的器材有:电流表A1(量程6mA)、电流表A2(量程60mA)、电流表A3(量程0.6A).①电流表应该选
A2
A2

②实验操作步骤是:闭合开关S1,电阻箱R1选取合适的阻值,
闭合开关S2至接线柱1
闭合开关S2至接线柱1
,读取并记录
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
;电阻箱R2选取合适的阻值,保持开关S1闭合,
闭合开关S2至接线柱2
闭合开关S2至接线柱2
,读取并记录
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
.(明确写出读取并记录的物理量的名称和符号)
③电动势表达式E=
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
,内电阻表达式r=
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
.(用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示)

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