题目列表(包括答案和解析)
(2013四川资阳诊断)某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
时刻 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度v(m/s) | 4.52 | 4.04 | 3.56 | 3.08 | 2.60 |
v2(m2/s2) | 20.43 | 16.32 | 12.67 | 9.49 | 6.76 |
(1)在所给的坐标纸上作出v2—h图象;
(2)分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:
__________________________________________________________________________;
(3)由图象求得的重力加速度是______m/s2(结果保留三位有效数字)。
第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:
(1)图乙的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________(按顺序填写相应图线所对应的文字);
(2)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是:_____________________________。
A.从测定的六组对应值中任意选取一组,用公式g=求出g值
B.先分别求出六个L的平均值和六个T的平均值T,再用公式g=求出g值
C.先分别用六组L、T的对应值,用公式g=求出六个对应的g值,再求这六
个g的平均值作为测量值
D.在坐标纸上作出T
(2)图甲为一黑箱装置示意图,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端。
甲
①为了探测黑箱,吴利同学开始进行以下测量:
A.用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流。
你认为上述测量中不妥的是___________,理由是:___________。
②如果黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极),吴利同学想测定这个等效
电源的电动势和内阻,设计的测量电路如图乙。此电路同时能测出电阻R0的阻值。他
将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,三个电表的一系列示数记录在下面表格中。
乙
电流表示数/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
电压表1示数/V | 1.40 | 1.31 | 1.22 | 1.08 | 1.00 |
电压表2示数/V | 1.21 | 0.90 | 0.60 | 0.29 | 0 |
A.在图丙的坐标纸中分别作出R0的U-I图象和电源的U-I图象。
丙
B.根据表中的数据和作出的图象可求出电阻R0=___________Ω,电源电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。
C.若实验中的所有操作和数据处理均正确,实验中测得的R0值___________实际值;测得电源电动势E值_____________实际值,内阻r值___________实际值。(填“大于”“等于”或“小于”)
(2013浙江瑞安四校联考)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1-9所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________,动能的增加量可表示为________.若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为= ________.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
s/m | 0.600 | 0.800 | 1.000 | 1.200 | 1.400 |
t/ms | 8.22 | 7.17 | 6.44 | 5.85 | 5.43 |
/104s-2 | 1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
以s为横坐标,为纵坐标,在图1-10的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=________×104 m-1·s-2(保留3位有效数字).由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0 ,将k和k0 进行比较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律.
利用图示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示。
s(m) | 0.500 | 0.600 | 0.700 | 0.800 | 0.900 | 0.950 |
t(ms) | 292.9 | 371.5 | 452.3 | 552.8 | 673.8 | 776.4 |
s/t(m/s) | 1.71 | 1.62 | 1.55 | 1.45 | 1.34 | 1.22 |
利用图示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动.当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示.
s/m | 0.500 | 0.600 | 0.700 | 0.800 | 0.900 | 0.950 |
t/ms | 292.9 | 371.5 | 452.3 | 552.8 | 673.8 | 776.4 |
/(m·s-1) | 1.71 | 1.62 | 1.55 | 1.45 | 1.34 | 1.22 |
完成下列填空和作图:
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是________;
(2)根据表中给出的数据,在图中给出的坐标纸上画出-t图线;
(3)由所画出的-t图线,得出滑块加速度的大小为a=________m/s2(保留2位有效数字).
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