题目内容

6．某同学利用如图1所示的装置来验证由小车与钩码组成的系统机械能守恒
（1）现提供如下器材：
A．小车　
B．钩码　
C．一端带滑轮的长木板　
D．细绳　
E．电火花打点计时器　
F．纸带　
G．毫米刻度尺　
H．游标卡尺　
I．低压交流电源　
J.220V交流电源
实验中不需要的器材是H（填写器材前的字母），还需要的器材是天平．
（2）该同学在平衡摩擦力后进行了验证实验，得到一条纸带，去掉前面比较密集的点，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号为0～6），测出相关距离如图2所示，要验证在第2点与第5点时系统的机械能相等，则应满足关系式mg（d5-d2）=$\frac{1}{2}（M+m）[\frac{（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{4{T}^{2}}-\frac{（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{4{T}^{2}}]$（设小车质量M，钩码质量m，打点周期为T）．

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不需要的器材以及还需要的器材．
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点2和点5的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量，抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等得出满足的关系式．

解答 解：（1）实验需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度以及求解瞬时速度，不需要游标卡尺．实验验证系统重力势能的减小量和系统动能增加量是否相等，需要测量小车和钩码的质量，所以还需要天平．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，点2的速度${v}_{2}=\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$，点5的速度${v}_{5}=\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{2T}$，则系统动能的增加量为△Ek=$\frac{1}{2}（M+m）（{{v}_{5}}^{2}-{{v}_{2}}^{2}）$=$\frac{1}{2}（M+m）[\frac{（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{4{T}^{2}}-\frac{（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{4{T}^{2}}]$，系统重力势能的减小量为△Ep=mg（d5-d2），则应满足的关系式为：mg（d5-d2）=$\frac{1}{2}（M+m）[\frac{（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{4{T}^{2}}-\frac{（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{4{T}^{2}}]$．
故答案为：（1）H，天平，（2）mg（d5-d2）=$\frac{1}{2}（M+m）[\frac{（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{4{T}^{2}}-\frac{（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{4{T}^{2}}]$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，会根据原理确定所需的器材，注意本题研究的对象是系统，需要测量钩码和小车的质量．

练习册系列答案
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16．一列简谐横波沿x轴传播，甲、乙两图分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图象，如果波长大于1.5m，则波的传播方向和速度大小可能为（　　）
A．沿x轴正方向，30 m/sB．沿x轴负方向，15 m/s
C．沿x轴正方向，10 m/sD．沿x轴负方向，6 m/s
17．如图1是用来测量未知电阻Rx的实验电路的实物连线示意图，图中Rx是待测电阻，阻值约为几kΩ；E是电池组，电动势6V，内阻不计；V是电压表，量程3V，内阻r=3000Ω；R是电阻箱，阻值范围0～9999Ω；R1是滑动变阻器，S1和S2是单刀单掷开关．
主要的实验步骤如下：
a．连好电路后，合上开关S1和S2，调节滑动变阻器的滑片，使得电压表的示数为3.0V．
b．合上开关S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使得电压表的示数为1.5V．
c．读出电阻箱的阻值，并计算求得未知电阻Rx的大小．
d．实验后整理仪器．
①根据实物连线示意图，在图2虚线框内画出实验的电路图，图中标注元件的符号应与实物连接图相符．
②供选择的滑动变阻器有：
滑动变阻器A：最大阻值100Ω，额定电流0.5A    滑动变阻器B：最大阻值20Ω，额定电流1.5A
为了使实验的系统误差尽量小，实验应选用的滑动变阻器是B．
③电阻箱的旋钮位置如图3所示，它的阻值是1400Ω．
④未知电阻Rx=2.6×103Ω．（2位有效数字）
⑤测量值与真实值比较，测量值比真实值偏大．（填“偏大”、“相等”或“偏小”）
14．某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．
①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA，内阻rg=2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只1.0Ω（保留一位小数）的定值电阻R1．
②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路．

③某次实验的数据如表所示：
测量次数12345678
电压表V读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46
改装表A读数I/mA20406080100120140160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻r=1.66Ω（保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是充分利用取得的数据
④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误．则内阻测量值总是偏大的原因是CD
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．R1的实际阻值比计算值偏小
D．R0的实际阻值比标称值偏大．
1．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因数，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开
（1）上移左极板，可观察到静电计指针偏角变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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（3）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有A
A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
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11．如图是多用表的刻度盘，若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针指示在图示位置，则所测电阻的阻值为1500Ω．如果再用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，实验操作上需要换挡并调零（填“需要换挡并调零”、“不需要换挡”或“需要换挡不需要调零”）．
18．用打点计时器测速度的实验中，使用的打点计时器有两种，一种是电火花计时器，另一种是电磁打点计时器，其中电火花计时器工作电压是220V交流电压，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一个点．随小车一起做匀加速直线运动的纸带上记录下0、1、2、3、4、5等一些计数点，每相邻的两计数点之间，都有四个点未画出，那么从0到3经历的时间是0.3秒．用米尺量出0到l、2、3、4、5的距离分别是2.78cm、6.77cm、11.96cm、18.36cm、25.97cm，则小车在经历记数点3时的速度大小是0.580 m/s，加速度是1.21m/s2（结果保留三位有效数字）
15．关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）
A．电场强度为零的地方，电势也为零
B．电场强度的方向与等电势面处处垂直
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
16．电源给电容器充电使平行板电容器所带量为Q=4×l0-6C，它的两极板之间电压U=2V，如果两极板电压增加到4V，那么电容器所带电荷量增加了8×10-6C；如果将两板电量各减少一半，则电容器所带电量为2×10-6C；两板间电势差变为1V．

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