题目内容
(8分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.
(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
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(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为 m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x和 (文字说明并用相应的字母表示).
(3)本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.
(1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动);(2)0.52; 0.43;滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s,滑块的质量M;(3) mgs
解析试题分析:(1)当气垫导轨接通电源后,气垫导轨认为是光滑的,判断是否水平的方法是:接通电源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动).
(2)游标卡尺主尺读数为0.5cm,游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐,则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm,所以最终读数为:0.5cm+0.02cm=0.52cm;
由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度,因此滑块经过光电门时的瞬时速度为:,根据实验原理可知,该实验中需要比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒,故需要测量的物理量为:滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s,滑块的质量M.
(3)钩码和滑块所组成的系统为研究对象,其重力势能的减小量为mgs,系统动能的增量为:,因此只要比较二者是否相等,即可验证系统机械能是否守恒.
考点:验证机械能守恒定律.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.0500s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示(当地重力加速度取9.80m/s2,小球质量m=0.200kg,计算结果保留三位有效数字):
时刻 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 | |
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/10/e/a1fy71.jpg)
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/1a/e/wzewe2.png)
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/34/a/06q2j1.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/18/e/rajib1.png)
(3)在误差允许的范围内,若
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/34/a/06q2j1.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/18/e/rajib1.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/34/a/06q2j1.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/18/e/rajib1.png)
如图所示为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上各计数点间的时间间隔都相同。关于两质点的运动情况的描述,正确的是
A.两质点在t0~t4时间内的平均速度不相等 |
B.两质点在t2时刻的速度大小相等 |
C.两质点速度相等的时刻在t3~t4之间 |
D.两质点不一定是从同一地点出发的,但在t0时刻甲的速度为0 |
(9分)发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件,它的电路符号如图甲所示。正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压UD和通过它的电流I的数据,并记录在下表中:
UD / V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.9 | 2.3 | 4.3 | 6.8 | 13.0 | 19.0 | 24.0 | 25.8 | 37.0 |
(2)在图丙中的方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线,并由此判断,该二极管的电阻随所加电压的增大而 (填“增大”或“减小”)。
(3)已知该发光二极管的最佳工作电压为2.7V,现用6V稳压电源供电,需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态,试运用伏安特性曲线计算R的阻值为 Ω(取整数)。
![](http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/f0/d/184ls3.jpg)