在做利用重物自由下落“验证机械能守恒定律的实验时.某同学按照正确的操作所选的纸带如图所示.其中O点是起始点.A.B.C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O点到A.B.C各点的距离.并记录在图中．已知电源的频率是50Hz．(1)这三个数据中.不符合有效数字读数要求的测量段是OC段.应记作15.70cm．(2)该同学用重物在OB段的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．

在做利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验时，某同学按照正确的操作所选的纸带如图所示，其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中．已知电源的频率是50Hz．
（1）这三个数据中，不符合有效数字读数要求的测量段是OC段，应记作15.70cm．
（2）该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度g=9.80m/s²，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重物的重力势能的减少量为1.22m，而动能的增加量为1.20m（结果均保留三位有效数字，重物的质量用m表示）．这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量＞动能的增加量（选填“＞”“＜”或“=”），原因是纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力．

分析根据重锤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得出B点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．

解答解：（1）刻度尺的读数需读到最小刻度的后一位，三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段，应记作15.70．
（2）对于OB段，重锤重力势能的减小量△E_p=mgh_OB=m×9.80×0.1242J≈1.22mJ；
B点的瞬时速度v_B=$\frac{0.157-0.0951}{2×0.02}$=1.55m/s，
则动能的增加量△E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=1.20m J．
重力势能的减小量大于动能的增加量，原因是纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力．
故答案为：（1）OC； 15.70
（2）1.22m； 1.20m；＞；纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力

点评纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，这是纸带法实验中考查的重点．

练习册系列答案

10．为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变量），某同学选取了两个材质相同、体积不等的两个长立方体滑块A和B，按下述步骤做了如下实验：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；
步骤2：安装好实验装置如图1，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧链接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图2所示；
（1）由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置是②．
①A、B相撞的位置在P₅、P₆之间
②A、B相撞的位置在P₆处
③A、B相撞的位置在P₆、P₇之间
（2）为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或者读取的物理量是①⑥．
①A、B两个滑块的质量m₁和m₂    ②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期                 ④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的s₄₅、s₅₆和s₆₇、s₇₈
⑥照片上测得的s₃₄、s₄₅、s₅₆和s₆₇、s₇₈、s₈₉
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
（3）写出验证动量守恒的表达式m₁（2s₅₆+s₄₅-s₃₄）=（m₁+m₂）（2s₆₇+s₇₈-s₈₉）．
（4）为了提高实验准确度，以下措施中有效的是①③④．
①使用更平整的轨道槽           ②使用更光滑的轨道槽
③在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间
④适当增大相机和轨道槽的距离．

7．

如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=4Ω，R₁=2Ω，R₂的变化范围是0～10Ω，则电源的最大输出功率为2.25W．

14．用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示．

（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：
A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D．干涉条纹的间距与光的波长无关
以上几点中，你认为正确的是A．
（2）当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为0.700mm．
（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时，测量值大于实际值．（填“大于”、“小于”或“等于”）

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
A、带夹子的铁架台 B、电火花计时器 C、220V交流电源 D、纸带 E、带夹子的重物 F、秒表 G、天平 H、刻度尺
（1）其中不必要的器材有FG（填器材前面的字母）
（2）下列实验步骤操作合理的顺序排列是ADBCEF（填写步骤前面的字母）
A．将打点计时器竖直安装在铁架台上，
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，
C．取下纸带，更换新纸带（或将纸带翻个面）重新做实验，
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带，
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h₁，h₂，h₃，…h_n，计算出对应的瞬时速度v₁，v₂，v₃，…，v_n，
F．分别算出$\frac{1}{2}$mv${\;}_{n}^{2}$和mgh_n，在实验误差范围内看是否相等．
（3）在实验中，已知打点计时器所用电源频率为50Hz．已知当地的重力加速度g=10m/s²．所用重物的质量为0.50kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一点计作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，如图所示．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为23.77cm、28.20cm、33.00cm、38.20cm．
根据以上数据，可知打C点时重物的速度为2.50m/s重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于1.62J，动能的增加量等于1.56J．（取3位有效数字）

11．某研究小组收集，两个电学元件：电阻R₀（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7v，允许最大放电电流为0.1A）．实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，电阻R_V约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约为5Ω）
C．电流表A₂（量程2mA，电阻R_A2约为50Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R₀的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选A₂（选填“A₁”或“A₂”），请将实物连线补充完整．闭合电键前滑片应该滑到变阻器左端（填“左”或“右”）
（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图．根据测量数据作出$\frac{1}{U}-\frac{1}{R_2}$图象，如图丙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E=$\frac{1}{b}$，内阻r=$\frac{k}{b}$（用k、b表示）．由于电压表分流造成系统误差，由此可知丙图中③图线（填图线的番号，其中②、③图线与实验图线平行）是真实图线．

8．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中（　　）

	A．	外界对封闭气体做正功		B．	封闭气体从外界吸收热量
	C．	封闭气体分子的平均动能增大		D．	封闭气体向外界传递热量

9．下面关于螺旋测微器读数正确的是（　　）

	A．	甲图中的读数为3.40mm		B．	甲图中的读数为3.400mm
	C．	乙图中的读数为1.032mm		D．	乙图中的读数为1.532mm

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