题目内容

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～12V的交流电源
（2）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过
计算出瞬时速度.
b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时
速度.
c. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后
相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度.
d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带
上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。
以上方案中只有一种正确，正确的是   。（填入相应的字母）
(1)AD   (2)d
略
练习册系列答案
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11．(6分)在“验证机械能守恒”的实验中，有下述A至F六个步骤：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上
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，用手提着纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、……h。，计算出对应
的瞬时速度
F．分别计算出mv和mgh，在误差范围内看是否相等
(1)以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是                      ．
(2)总有吉mv         mgh(填“>” “一”或“<”)，原因是             ．
（1）（6分）一矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题。
①用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为990.8mm，用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示，摆球的直径为         mm。
②把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间，秒表读数如图所示，读出所经历的时间，单摆的周期为      s。
③测得当地的重力加速度为           m/s2。（保留3位有效数字）

（2）（l1分）从下表中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材（代号）
规格
待测电流表（A1）
量程10mA，内阻r1待测（约10W）
电流表（A2）
量程300mA，内阻r2＝300W
电压表（V1）
量程3V，内阻r3＝3kW
电压表（V2）
量程15V，内阻r4＝15kW
保护电阻（R0）
阻值约100W
滑线变阻器（R）
总阻值10W
电池（E）
电动势1.5V，内阻很小
单刀单掷电键（K）
 
导线若干
 
①在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

②若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1＝________。式中各符号的意义是：________________________________________________                            
（18分）
（1）（9分）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz. 根据纸带可求出小车的加速度大小为          m/s2.（结果保留两位有效数字）
②在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据. 在分析处理时，该组同学产生分歧；甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象. 两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注. 但尚未完成图象（如下图所示）. 你认为同学             （填“甲”、“乙”）的方案更合理. 请继续帮助该同学作出坐标中的图象.

③在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c)，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因.
答：                                          .

（2）（9分）某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）.
为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材
A：电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）  B：电流表A2（量程0.6A，内阻约3kΩ）
C：电压表V1（量程3.0V，内阻约5kΩ）   D：电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E：滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）      F：滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）                  H：电键、导线若干
①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可）电流表         ；电压表        ；滑动变阻器         .
②下列给出的测量电路中，最合理的电路是             .
某物理课外小组想探究“带风帆的玩具小车所受阻力与运动速度的关系”，他们进行了以下实验探究：

（1）猜想：①f阻与车的速度v无关；②；③
（2）探究步骤
①将带有风帆的玩具小车、已连接好电源的打点计时器和纸带按如图10甲所示安装在光滑倾斜的长木板上；
②接通打点计时器电源（电源频率f=50Hz），使玩具小车从静止开始加速运动，足够长的时间后关闭打点计时器；
③改变长木板的倾角，重复以上实验，记录实验数据如下表所示：
实验次数
木板倾角θ
sinθ
小车匀速运动时的速度v（m/s）
小车匀速运动时速度的平方v2（m/s）2
1
4°
0.07
0.60
0.36
2
10°
0.18
 
×
3
24°
0.41
3.51
12.32
4
36°
0.59
5.06
25.60
5
48°
0.74
6.34
40.20
6
60°
0.87
 
×
请你根据该小组的探究完成下列的问题：
（Ⅰ）图10乙是倾角θ=10°的一条打点纸带，通过计算完成表中对应的空白项；
（Ⅱ）通过观察表中的实验数据，试将θ=60°时小车匀速运动的速度填在表中对应的空白处．
（Ⅲ）结论：在实验误差范围内，通过对数据的观察分析，玩具小车所受的阻力与运动        速度的定性关系是                               ．也可以进一步通过图象法对数据进行分析得到运动小车所受到阻力与运动速度的定量关系．
某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.

（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式(要求保留三位有效数字)
vB＝      m/s,  vC＝      ｍ/s,
vＤ＝      m/s，vＥ＝       m/s,    vＦ＝           m/s.
（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.

（3）根据第（2）问中画出的v-t图线，求出小车运动的加速度为      m/s2　(保留两位有效数字)
利用自由落体来验证机械能守恒定律的实验：若已知打点计时器的电源频率为50Hz，
当地的重力加速度g="9.8" m/s2，重物质量为m ，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图-4
所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重物由0点
运动到B点，重力势能减少量7.62 m ；动能增加量__________，产生误差
的主要原因____________________。
过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是         m/s，物体经过B点时的速率是    m/s，抛出点的坐标是（_____m，_____m）。（g取10m/s2）
（9分）在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是vB= 2.125               m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少?EP =2.325           J，此过程中物体动能的增加量?Ek =2.258           J。（g取10m/s2）

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