题目内容

 (6分)如图所示，光电计时器由光电门和计时器两部分组成，此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间。现要用此装置来验证机械能守恒定律，有一小球从两光电门的正上方静止释放。（已知重力加速度为容）

(1) 需要测量的物理量除小球通过两光电门1、2的时

间，外，还需测量________________(所测物理量用字母表示并用文字说明）。

(2) 验证机械能守恒定律的关系式为（用上述已测物理量字母表示）_______________

（6分）

（4分）小球直径D、两光电门间的竖直高度H       （2分）   －＝2gH

练习册系列答案
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【选做题】请从A、B两模块中选定一个模块作答，如都作答则按A模块评分，本题选择题4分，非选择题8分，共12分．
A、（选修模块3-4）
（1）图一中所示是用光学的方法来检查一物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，C为单色入射光．如要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？
A
A

A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列说法中正确的是
CD
CD

A．x射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化
（3）在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图二中实线所示，且再经过0.6s，P点也开始振动．

求：
①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
B、（选修模块3-5）
（1）．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．

下列说法中正确的是
B
B

A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型
（2）从氢气放电管可以获得氢原子光谱．1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示．如果采用波长λ的倒数，这个公式可写作：
1
λ
=Rn(
1
22
-
1
n2
)(n=3，4，5，6，…)(RH为常数）
自巴尔末系发现后，人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线，这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示，例如赖曼系公式：
1
λ
=RH(
1
12
-
1
n2
)(n=2，3，4，5，…)（RH为常数）
1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论．上述两个公式中的n在波尔理论中被称为量子数．玻尔氢原子理论的能级图如图所示．

阅读了上面的资料后，你认为巴尔末系是氢原子能级图中的
B
B

A．线系I    B．线系II    C．线系III D．线系IV
（3）在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出，子弹射入木块的最大深度为d．设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s，子弹所受阻力恒定．试证明：s＜d．
（1）在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”实验时：
①某同学连接的实物图如图1所示．但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，实验前仪器都检查过是好的，也就是说只可能是某根连接导线断了．那么，请你分析一下，可能发生断路故障的导线是
2、5、6
2、5、6
（写出所有可能断的导线的编号）．
②某同学在实验时对该电路作了改进，其方法是：加接了一个定值电阻R0，如图2所示．他加接此电阻的作用是
防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
．
（2）与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间．

为了测定两张纸之间的动摩擦因数，某同学利用光电计时器设计了一个实验：如右图所示，在小铁块A和木板B上贴上待测的纸，木板B水平固定，铅锤通过细线和小铁块相连．1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．释放铅锤，让小铁块在木板上加速运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和0.5×10-2s．用游标卡尺测量小铁块的宽度d如下图所示．

①读出小铁块的宽度d=
2.015
2.015
cm．
②铁块通过光电门l的速度v1=
1.01
1.01
m/s，铁块通过光电门2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s．（计算结果保留3位有效数字）
③已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了测量v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量有（用文字说明并用字母表示）
铁块的质量m、铅锤的质量M
铁块的质量m、铅锤的质量M
．
④用③中各量求解动摩擦因数的表达式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）．
某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．（1）由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离为s厘米，由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=
0.52
0.52
厘米．该实验小组在做实验时，将滑块从图9所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1，遮光条通过光电门2的时间△t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=
d
△t1
d
△t1
，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=
d
△t2
d
△t2
，则滑块的加速度的表达式a=
v
2
2
-v
2
1
2s
（v1，v2代入了同样给分）
v
2
2
-v
2
1
2s
（v1，v2代入了同样给分）
．
m（g） a（m/s2）
250 2.02
300 1.65
350 1.43
400 1.25
500 1.00
800 0.63
（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量做了6组实验，得到如下表所示的实验数据．
通过计算分析上表数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过图象法进一步确认自己的结论，须建立
a-
1
m
a-
1
m
（填a-m或a-
1
m
）坐标系，根据实验数据描点作图，如果图线是一条通过原点的直线，就可确认上述结论．
Ⅰ．如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为
 
mm，乙图中游标卡尺（游标尺规格为20分度）的读数为
 
cm．
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II．在“用DIS研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势E与时间△t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：让小车以不同的速度靠近螺线管，得到在不同挡光时间△t内的感应电动势平均值E．通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t．
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在一次实验中得到的数据如表：
次数
测量值		 1 2 3 4 5 6 7 8
E/V 0.116 0.136 0.170 0.191 0.215 0.277 0.292 0.329
△t/×10-3s 8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 3.980 3.646
（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都
 
 （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制
 
不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了研究E与△t的关系，可采用图象处理数据的方法，在直角坐标系中作
 
的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，可得出的实验结论是
 
．
Ⅰ．为了探究功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的装置．实验中将滑块（滑块上有可以放钩码的盒子）及钩码放在水平气垫导轨上，通过细线与钩码相连，滑块在钩码的作用下从导轨上固定位置由静止开始滑动，然后由光电门记下挡光条通过光电门的时间，再有导轨标尺测出滑块起始位置到光电门的距离．从盒子中取出钩码（每只钩码相同）加挂在细线另一端，重复以上过程，将每次钩码的个数及滑块通过光电门的时间记录在表格中，分析实验数据得出实验结论．
（1）实验中用20分度游标卡尺测出挡光条的度如图所示，则挡光条的宽为
 
mm．
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（2）实验记录了4组数据如下面表格，请在下面的坐标纸上作出相关物理量的图象，标清横轴和纵轴所代表的物理量及单位标度；并由图象分析得出结论：
 
．
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实验数 钩码数n
（横坐标）		 通过时间t（s）
1
t2
（s-2）
（纵坐标）
1 1 0.80
2 2 0.57
3 3 0.46
4 4 0.40
Ⅱ．现在用以下器材测量两节旧干电池的电动势E和内阻r，器材如下：
待测电源电动势E约为3V，内阻约为0.5Ω．
电流表A1：量程300mA，内阻RA1=1Ω．
电流表A2：量程600mA，内阻RA2约为0.6Ω．
电阻箱R：电阻范围0～999.9Ω．
滑线变阻器R0：总电阻1800Ω，允许最大电流0.1A．
开关和导线若干．
要求精确测量E、r的值，完成以下要求：
电流表选择
 
，完成实验电路图，标清每个电路元件的符号．

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