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(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为E,频率为f,的交流电源上,在实验中打下一条理想纸带,如图1所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为s,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:

①从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP=______,重锤动能的增加量为△EK______.
②根据题中提供的条件,可求出重锤实际下落的加速度a=______,它和当地的重力加速度g进行比较,则a______g(填大于,等于,小于).
(2)如图2给出器材为:电源E(电动势为12V,内阻不计),木板N(板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张),两个金属条A、B(平行放置在导电纸上,与导电纸接触良好,用作电极),滑线变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻),直流电压表(量程为6V,内阻很大,其负接线柱与B极相连,正接线柱与探针P相连),开关K.现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线.AB间的电压要求取为6V.
(Ⅰ)在图2中连线,画成实验电路原理图.
(Ⅱ)下面是主要的实验操作步骤,将所缺的内容填写在横线上方.
a.接好实验电路.
b.______.
c.合上K,并将探针P与A相接触.
d.______.
e.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上.画一线段连接AB两极,在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点,用探针把它们的位置印在白纸上.
f.将探针与某一基准点相接触,______,这一点是此基准的等势点.用探针把这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其它等势点.
g.重复步骤f,找出其它4个基准点的等势点.取出白纸画出各条等势线.
(3)如图3是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为______mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为______Ω.如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是______(选填“×10”、“×100”或“×1K”).换档结束后,实验操作上首先要进行的步骤是______.
【答案】分析:(1)根据下落的高度求出 重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度,从而求出C点的动能.
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重锤下落的加速度,由于存在摩擦和空气阻力,这个加速度小于重力加速度.
(2)(Ⅰ)滑线变阻器R总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻,变阻器采用分压式接法,便于调节电压.
(Ⅱ)开关闭合前,把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置.合上开关K,并将探针P与A相接触.调节R,使电压表读数为6V.用电压表找到等势点.
(3)欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率,为了测量准确,尽量让指针指在中间附近.每次换挡,需重新欧姆调零.
解答:解:(1)①重锤下落的高度为(s+s1),重力势能的减少量为mg(s+s1).
C点的速度为:
打C点时重锤的动能为:
②重锤下落的加速度,由于存在摩擦和空气阻力,这个加速度小于重力加速度.
(2)(Ⅰ)由题意,滑线变阻器R总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻,变阻器采用分压式接法,便于调节电压.实验电路原理图如图所示.
(Ⅱ)b、开关闭合前,把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置,则把变阻器的滑动触头移到靠近D处.
d、为使AB间的电压达到6V,则应调节R,使电压表读数为6V.
f、记下电压表读数,在导电纸上移动探针,找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点.

(3)所测电流I=30.7mA,若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为R=15×100=1.5×103Ω.如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是“×1K”挡.换挡后需重新欧姆调零.
故答案为:(1)①mg(S+S1),;
②,小于;
(2)(Ⅰ)连接线路如图
(Ⅱ)b.把变阻器的滑动触头移到靠近D端处
d.调节R,使电压表读数为6V
f.记下电压表读数,在导电纸上移动探针,找出电压表
读数与所记下的数值相同的另一点
(3)30.7~30.9mA;1.5×103Ω.×1K,欧姆调零.
点评:本题考查了三个实验,掌握实验的原理、一般的操作步骤,注意事项,以及误差形成的原因.
练习册系列答案
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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
和
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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(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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