【题目】“验证机械能守恒定律”实验.图(甲)是打点计时器打出的一条纸带,选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I,对BH段进行研究.
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.
(2)用刻度尺测量距离时如图(乙),读出A、C两点间距为________cm,B点对应的速度vB=________m/s(保留三位有效数字).
(3)若H点对应的速度为vH,重物下落的高度为hBH,当地重力加速度为g,为完成实验,要比较与________的大小(用字母表示).
【答案】 0.02 s 5.40 1.35
【解析】试题分析:机械能守恒定律的条件是只有重力做功,所以本实验的关键是想法减少重锤受到阻力的影响,减少措施有选取密度大的、质量大体积小的重锤;刻度尺的读数要注意进行估读,根据匀变速直线运动中时间中的速度等于该过程中的平均速度,可以求出B点瞬时速度的大小;根据功能关可知,需要比较哪些物理量.
(1)由可得,纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02 s;
(2)A、C两点的距离为C点的刻度值减去A点的刻度值,即AC=5.90-0.50 cm=5.40 cm,B点对应的速度为A、C两点间的平均速度,则有
(3)本实验需要验证的是重物自B点至H点,重力势能的减少量与动能的增量是否相等,即比较,整理得。
【点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等。
【题型】实验题
【结束】
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【题目】图(a)是测量电源电动势E和内阻r的原理图.R0=2.5Ω为定值保护电阻,电流表内阻不计,单位长度电阻r0=0.10Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度.
①请根据原理图连接图(b)的实物图;
②闭合开关S,记录ab的长度L和电流表A的示数I;滑动b点改变ab的长度L,测得6组L和I值,并算出对应的值.写出与L、E、r、R0、r0的关系式 =_________;
③图(c)中的“×”是已标出的实验数据,请作出随L变化的图线;
④根据-L图线算出电源电动势E =_____V,内阻r =_____Ω.(计算结果保留到小数点后两位)
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【题目】足够长的光滑绝缘槽,与水平方向的夹角分别为α和β(α<β),如图所示,加垂直于纸面向里的磁场,分别将质量相等,带等量正、负电荷的小球a和b,依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上的运动,下列说法中不正确的是( )
A.在槽上a.b两球都做匀加速直线运动,aa>ab
B.在槽上a、b两球都做变加速直线运动,但总有aa>ab
C.a、b两球沿槽运动的时间分别为ta、、tb则ta<tb
D.a,b两球沿斜面运动的最大竖直高度分别为ha、hb,则ha<hb
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【题目】电动汽车由于节能环保的重要优势,越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组,如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是
电池只数 | 输入电压 | 充电参数 | 放电时平均电压/只 | 电池容量/只 |
100只 | 交流220 | 420V,20A | 3.3V | 120Ah |
A. 将电池组的两极直接接在交流电上进行充电
B. 电池容量的单位Ah就是能量单位
C. 该电池组充电时的功率为4.4kW
D. 该电池组充满电所储存的能量为
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【题目】如图,在水平道路上,质量为5×103kg的拖车将另一同质量的故障车拖移。用一根不可伸长的轻绳将两车连接。行驶时车所受阻力为车重的0.25倍。当拖车拖动故障车一起做匀速直线运动时,拖车输出功率为2×105W。在匀速行驶过程中,拖车司机发现前方有一障碍物便紧急刹车,司机反应时间为0.4s,此后拖车水平方向只受到阻力,大小为其重力的0.5倍。故障车所受阻力保持不变。重力加速度g大小取10m/s2。
(1)若拖车停止时恰好与前方的障碍物不相撞,求拖车司机看到障碍物时距障碍物多远;
(2)在这一过程中,拖车和故障车不能相撞,则拖车的绳长至少是多少?
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【题目】如图,一圆环上均匀分布着电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,已知b点处的场强为零,则d点处场强为( )
A. 水平向左
B. 水平向右
C. 水平向左
D. 水平向右
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【题目】如图为“验证动能定理”的实验装置.钩码质量为m,小车和砝码的总质量M=300g.实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小.实验主要过程如下:
①安装实验装置;
②分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度;
③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功,判断两者是否相等.
(1)以下关于该实验的说法中正确的是________.
A.调整滑轮高度使细绳与木板平行
B.为消除阻力的影响,应使木板右端适当倾斜
C.在质量为10g、50g、80g的三种钩码中,挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理
D.先释放小车,然后接通电源,打出一条纸带
(2)在多次重复实验得到的纸带中选择点迹清晰的一条.测量如图,打点周期为T,当地重力加速度为g.用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式________.
(3)写出两条引起实验误差的原因________________________;________________________.
【答案】 AB 长度测量的误差 用mg代替绳子的拉力
【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,了解平衡摩擦力的方法;由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度,代入动能定理表达式即可正确解题。
(1)小车运动中受到重力、支持力、绳的拉力、摩擦力四个力的作用.首先若要使小车受到合力等于绳上的拉力,必须保证:摩擦力被平衡、绳的拉力平行于接触面,故A、B正确;在保证钩码重力等于细绳上的拉力及上述前提下对小车有:,对钩码:,解之有,可见只有当时才有 ,故应选用10g的钩码最为合理,C错误.打点计时器的使用要求是先接通电源,待其工作稳定后再释放小车,D错误.
(2)由题图知、,故动能变化量为,合力所做功,故需验证的式子为
(3)从产生的偶然误差考虑有长度测量的误差;从系统误差产生的角度考虑有用mg代替绳子的拉力、电源频率不稳定、摩擦力未完全被平衡等引起的误差(答案合理皆可).
【题型】实验题
【结束】
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【题目】某探究小组要尽可能精确地测量电流表○A1 的满偏电流,可供选用的器材如下:
A.待测电流表A1 (满偏电流Imax约为800 μA、内阻r1约为100Ω,表盘刻度均匀、总格数为N)
B.电流表A2 (量程为0.6 A、内阻r2=0.1Ω)
C.电压表V (量程为3V、内阻RV=3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
E.电源E(电动势有3V、内阻r约为1.5Ω)
F.开关S一个,导线若干
(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是________(选填“图甲”或“图乙”).
(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”或“C”).
(3)在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于________端(选填“a”或“b”).
(4)在实验中,若所选电表的读数为Z,电流表A1的指针偏转了n格,则可算出待测电流表A1的偏电流Imax=________.
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【题目】紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置,其工作电路如图所示,其中A为阳极,K为阴极,只有当明火中的紫外线照射到Κ极时,c、d端才会有信号输出。 已知地球表面太阳光中紫外线波长主要在315nm-400nm之 间,而明火中的紫外线波长主要在200nm-280nm之 间,下列说法正确的是
A. 要实现有效报警,照射光电管的紫外线波长应大于280nm
B. 明火照射到搬时间要足够长,c、d端才有输出电压
C. 仅有太阳光照射光电管时,c、d端输出的电压为零
D. 火灾报警时,照射光电管的紫外线波长越大,逸出的光电子最大初动能越大
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【题目】在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,实验电路图如图所示,实验室提供下列器材:
电流表(量程0.6A,内阻约l.0Ω)
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
滑动变阻器(0~20Ω)
滑动变阻器(0~2000Ω)
干电池E(电动势约1.5V,内阻未知)
开关及导线若干
(1)实验中滑动变阻器应选_____(填器材的代号);
(2)实验时,改变滑动变阻器的阻值,得到两组测量数据和,则电源的电动势E=___,内阻r= __;
(3)若有相同型号的新、旧两节干电池,分别接入图示电路,当电流在相同范围内变化时,接入旧干电池(电动势较小,内阻较大)时电压表读数变化范围__(填“一定大于”、“一定小于”或“可能等于”)接入新干电池时电压表读数变化范围。
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【题目】地球表面附近存在一个竖直向下的电场,其大小约为100V/m。在该电场的作用下,大气中正离子向下运动,负离子向上运动,从而形成较为稳定的电流,这叫做晴天地空电流。地表附近某处地空电流虽然微弱,但全球地空电流的总电流强度很大,约为1800A。以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。
(1)请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低?
(2)如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的,且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强;地表附近电场的大小用E表示,地球半径用R表示,静电力常量用k表示,请写出地表所带电荷量的大小Q的表达式;
(3)取地球表面积S=5.1×1014m2,试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小;
(4)我们知道电流的周围会有磁场,那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场?如果会,说明方向;如果不会,说明理由。
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