题目内容

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：精英家教网
①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=
 
，重锤动能的增加量为△EK=
 
．
②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=
 
，它和当地的重力速度g进行比较，则a
 
g（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）现有一量程未准确确定的电压表V1，刻度盘总共有N个小格、且刻度均匀，已知其量程在4.8-6.0V之间，内阻r1=15kΩ．为测定其准确量程U1，实验室提供了如下表所列的器材．要求方法简捷，尽可能减少误差，并能测出多组数据．
器材（代号） 规格
标准电压表V2 量程1.2V，内阻r2=3kΩ
滑动变阻器R 总阻值20Ω
稳压电源E 6V，内阻很小
开关S
导线若干
①某同学设计了如图所示的电路图，根据选择的电路图，将下列有关器材连成测量电路．
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②若实验室中没有提供电压表V2，而提供如下器材：电流表A，已知其量程为0.6A，内阻r=0.5Ω、定值电阻R0=10Ω．另有一同学设计了如图所示甲、乙、丙三种电路图，你认为应该选择
 
电路图进行测量．
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③若选择②小题中正确的一组来计算电压表V1量程U1，则电压表V1量程的表达式U1=
 
，式中各符号表示的物理量是：
 
．
分析：（1）①根据下降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求出C点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．
②根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小，由于存在阻力的作用，a＜g．
（2）①根据电路图连接实物图．根据测量的误差角度出发，分析正确的测量电路．根据串并联电路的特点以及欧姆定律得出待测电压表的量程．
解答：解：（1）①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=mg（s0+s1）．
C点的瞬时速度vC=
s1+s2
4T
=
(s1+s2)f
4
，则动能的增加量△Ek=
1
2
mvc2=
m(s1+s2)2f2
32
．
②根据s2-s1=a?(2T)2=
4a
f2
，所以a=
(s2-s1)f2
4
．因为存在阻力作用，则a＜g．
（2）①根据电路图连接实物图，如图所示．
②由于电流表内阻较小，待测电压表内阻较大，若将两表串联，通过电流表的电流较小，实验误差较大，所以将电流表与定值电阻串联，改装为电压表，再与待测电压表并联．则应该选择乙电路测量．
③待测电压表两端的电压U=I（r+R0），则待测电压表的量程U1=
U
N1
N=
I(R0+r)
N1
N，I为电流表A的读数，N1为电压表V1的指针偏转格数．
故答案为：（1）①mg（s0+s1），
m(s1+s2)2f2
32
 ②
(s2-s1)f2
4
，＜．
（2）①如图；
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②乙；        
③U1=
I(R0+r)
N1
N；
I为电流表A的读数，N1为电压表V1的指针偏转格数．
点评：对于力学实验，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．对于电学实验，会分析误差原因，以及掌握电表的改装原理．
练习册系列答案
相关题目
（1）在“验证机械能守恒实验”中，有如下步骤：在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁（如图甲），通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落．铁架台上有可以移动的光电门．当小球经过光电门时，光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t．

①如图乙所示，用游标卡尺可测得小钢球的直径：d=
0.52
0.52
cm；实验时将小钢球从图示位置由静止释放，由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则小球经过光电门时的瞬时速度为
0.43
0.43
m/s（保留2位有效数字）．
②在本次实验中还必须测量的物理量是
小球出发点到光电门的距离L
小球出发点到光电门的距离L
（请用文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较
gL
gL
和
d2
2△t2
d2
2△t2
（用以上所测量的物理量符号表示），在实验误差允许的范围内相等，就可以验证小球机械能守恒．
（2）某同学利用如图所示装置探究“加速度和力、质量的关系”的实验中，测得滑块的加速度a和拉力F的数据如表所示：

F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/（m?s-2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
①根据表中的数据在图所示的坐标中作出a-F图象；
②滑块质量为
1.00
1.00
 kg．
③图象（或延长线）与F轴的截距的物理意义是
滑块所受到的摩擦力
滑块所受到的摩擦力
．
Ⅰ．（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量．以下步骤仅是实验操作中的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按正确的顺序排列：
ACGEF
ACGEF
（填代号）．
A．把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来
B．用天平称出重锤的质量
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过电火花打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3～5条符合要求的纸带
G．接通电源
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出由静止开始下落的距离h，以
v2
2
为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的
B
B
，就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是
g
g
．
Ⅱ．如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路，表格中记录的是某次实验的测量数据．
实验
序号		 1 2 3 4 5 6 7 8
U（V） 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I（A） 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
（1）下列电源和滑动变阻器可供选择的是
D
D
．
A．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
（2）在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中，滑动变阻器的滑片移动的方向是
a→b
a→b
（选填“a→b”或“b→a”）．
（3）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而
增大
增大
（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中，定值电阻R=24Ω，电源电动势E=3V、内阻r=1Ω，则在这个电路中，小灯泡的电阻大小为
5
5
Ω．
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，有位同学按以下步骤进行实验操作：
A．用天平称出重锤和夹子的质量
B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
C．接通电源，松开纸带，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带
D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下第一个打下的点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点
E．测出纸带上各个计数点到O点的距离，得到这些点对应时刻重锤下落高度
F．利用测量数据，计算出这些点对应时刻的物体速度
G．利用上述数据，计算各点对应的重力势能减少量和动能增量，并进行比较
以上步骤中，不必要的步骤是
A
A
（填写代表字母）；
有错误或不妥的步骤是
BD
BD
 （填写代表字母）．
（2）某同学用正确的步骤和操作进行试验，得到一条清晰的纸带，电源频率为50赫兹，O为打下的第一个点（初速度为零），各相邻的点间距如图所示，已知当地的重力加速度为9.8m/s2，重锤质量为1.0kg，则从O到C这段时间内，重锤重力势能的减少量为
8.25
8.25
J，重锤动能的增加量为
8.00
8.00
J．（结果保留三位有效数字）
精英家教网电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题：
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，（相邻计数点的时间间隔为0.02s），单位：cm，g=10m/s2．那么：
①纸带的
 
端与重物相连．（填“左”或“右”）
②从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减小量△EP=
 
，物体动能的增加量△E K=
 
．（取三位有效数字）
③通过计算，数值△EP 与△E K并不相等，这是因为
 
．
（2）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带．他已在每条纸带上按每5个点取好计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5．由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答
①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是
 
．
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②打A纸带时，物体的加速度大小是
 
m/s2．（取三位有效数字）
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8 m/s2）：
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需
BD
BD
（填字母代号）中的器材．
A．直流电源  B．交流电源  C．游标卡尺  D．毫米刻度尺  E．天平及砝码  F．秒表
②正确使用打点计时器，打出的某一条纸带如图1，O是纸带静止时打的点，1、2、3、4、5、6是依次打的6个点，已知电源频率是50Hz．利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v4=
0.765
0.765
 m/s．
（2）用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r．
提供的器材有：保护电阻R0（准确阻值是50Ω）、电阻箱R1（0～100Ω）、电阻箱R2（0～200Ω）、电源（电动势约6V，内阻约1Ω）、单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2、导线若干．
供选择的器材有：电流表A1（量程6mA）、电流表A2（量程60mA）、电流表A3（量程0.6A）．①电流表应该选
A2
A2
．
②实验操作步骤是：闭合开关S1，电阻箱R1选取合适的阻值，
闭合开关S2至接线柱1
闭合开关S2至接线柱1
，读取并记录
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
；电阻箱R2选取合适的阻值，保持开关S1闭合，
闭合开关S2至接线柱2
闭合开关S2至接线柱2
，读取并记录
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
．（明确写出读取并记录的物理量的名称和符号）
③电动势表达式E=
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
，内电阻表达式r=
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0．
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0．
．（用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示）

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