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题目
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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
魔方格

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.
魔方格

④根据图线求出电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
答案
核心考点
试题【(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,】;主要考察你对机械能守恒定律等知识点的理解。[详细]
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I/A0.120.200.310.320.500.57
U/V1.371.321.241.181.191.05
(1)①
魔方格
: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.

魔方格

魔方格
(1)用落体法研究机械能守恒定律的实验中,某同学按照正确的操作选得纸带,但在处理纸带的过程中不小心把纸带撕成三个小段,并丢失了中间段的纸带,剩下的两段纸带如图所示.已知电源的频率为50Hz,在纸带上打出的各点间距离记录在下图中.
①A、B两点间的平均速度是______m/s;
②丢失的中间段纸带上有______个点;
③由这两段纸带可以求得当地的重力加速度g=______m/s2
(2).有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
①用如图所示的电路进行测量,电压表应选用______,电流表应选用______.滑动变阻器应选用______.(用序号字母表示)
②通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω.
③若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为______Ω的电阻.魔方格
利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时:
(1)有下列器材可供选择:
①铁架台 ②打点计时器 ③复写纸 ④纸带 ⑤低压直流电源 ⑥天平 ⑦秒表 ⑧导线.
其中实验中不必要的器材是______(填序号);缺少的器材是______.
(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为mkg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中0为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由0点运动到B点,重力势能少量△Ep=______J;动能增加量△Ek=______J;产生误差的主要原因是______.魔方格
在验证机械能守恒定律的实验中,得到一条纸带如图所示,图中O点为打点计时器打下的第一点,可以看做重物运动的起点,若重物的质量为0.50kg,己知相邻两点时间间隔为0.02s,图中长度单位是cm,g取10/m2,则打点计时器打下B点时,重物的速度vB=______m/s.从起点O到打下B点的过程中,重力势能的减小量△EP=______J,经过计算发现动能的增加量略小于重力势能的减少量,为什么______.(以上计算结果均保留两位有效数字)

魔方格
用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择
铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是______.缺少的器材是______.
(2)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,
打出的纸带如图所示,O、A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=______ J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是______J,由此得出的结论是______.魔方格
(1)用油膜法估测分子的大小.
实验中将每个油酸分子视为球形模型,并让油酸尽可能地在水面上扩展开,则形成的油膜可视为______.若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的纯油酸的体积为V,油膜的面积为S,由此可估算出油酸分子的直径为______.
(2)如图甲,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动.当接通电源待电机稳定转动后,烧断悬挂圆柱棒的细线,圆柱棒自由下落,毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号.图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带,图中O是画出的第一个痕迹,A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒定律.根据以上内容,可得:
①根据乙图所给的数据,可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为______J,重力势能的变化量为______J,由此可得出的结论是______.(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)
②实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值.假设OF间的距离为h,EG间的距离s.电动机转动频率用f表示.有下面三种方法求重力加速度的值,分别是:______
A.根据h=
1
2
gt2
,其中t=
6
f
,求得:g=
2hf2
62

B.根据vF=gt,其中t=
6
f
,而vF=
s
2T
(其中T=
1
f
),求得:g=
sf2
12

C.根据
v2F
=2gh
,而vF=
s
2T
,(其中T=
1
f
),求得:g=
s2f2
8h

你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的问题是什么?
答:______.

魔方格