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(10分) 某同学安装如图甲的实验装置,验证机械能守恒定律。如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取A、B两点来验证实验,已知电火花打点计时器每隔0.02S打一个点。

请回答下列问题:
(1)电火花打点计时器的工作电压是________V;
(2)根据纸带可以判断,实验时纸带的_______端是和重物相连接(选填“左”或“右”);
(3)若X2=4.80cm,则在纸带上打下计数点B时的速度VB=______m/s(计算结果保留三位有效数字);
(4)若X1数据也已测出,则实验还需测出的物理量为___________________。
(5)经过测量计算后,某同学画出了如图丙所示的E— h图线,则图丙中表示动能随高度变化的曲线为    (选填“图线A”或“图线B”),

(1)220V  (2)左     (3)1.20     (4)AB之间的距离或hAB    (5)图线B   

解析试题分析:(1)电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器.给电火花打点计时器接220V电源,按下脉冲输出开关,计时器发出的脉冲电流,通过接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在纸带上打出一系列的点,而且在交流电的每个周期放电一次,因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期,电火花打点计时器的工作电压是220V;
(2)从纸带上可以发现从左到右,相邻的计数点的距离越来越大,也就是说明速度越来越大,与重物相连接的纸带先打出点,速度较小,所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接;
(3)因纸带随重物一起做匀加速直线运动,所以根据匀变速直线运动的推论得:打出B点时纸带运动的瞬时速度为
(4)若X1数据已测出,则可求出在纸带上打下计数点B时的速度,进而可求出AB两点动能的变化量,要验证机械能守恒定律,则还要求出重力势能的变化量,所以还要测出AB之间的距离;
(5)因重物在下落过程中做匀加速直线运动,所以高度越来越小,速度越来越大,动能越来越大,故图丙中表示动能随高度变化的曲线为图线B.
考点:本题考查“验证机械能守恒定律”实验的原理、电火花打点计时器的工作原理、纸带问题的处理处理方法、利用图象处理实验数据.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流计和线圈B连接成副线圈回路.并列举出实验中改变副线圈回路的磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:

①_____________________________;
②_____________________________;
③_____________________________.

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某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f="50" Hz在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:

若无法再做实验,可由以上信息推知:
①相邻两计数点的时间间隔为__________s
②打C点时物体的速度大小为___________m/s(取2位有效数字)
③物体的加速度大小为__________m/s2

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(4分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:

A.两根细绳必须等长。
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。
D.弹簧秤不能接触水平木板。
其中正确的是______。(填入相应的字母) 

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在验证牛顿第二定律的实验中,采用如图所示的实验装置。在探究加速度a与所受外力F的关系实验过程,某小组得到了如图所示的纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电,则两计数点间的时间间隔为      s,根据纸带可求出小车的加速度大小为        m/s2。(保留两位有效数字)

由于他们操作不当得到的a-F关系图象如图所示,其原因是:________________________________

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在《验证机械能守恒定律》的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点,对纸带上的点进行测量,就可以验证机械能守恒定律.

(1)如图所示,选取纸带上打出的连续A、B、C、D、E五个点,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,交流电的频率为f,用以上给出的已知量写出C点速度的表达式:vc=          ;在OC这段时间内,重锤的重力势能的减少量为     ;利用这个装置还可以测量重锤下落的加速度,则加速度的表达式为a=       
(2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能增加量略小于重锤的势能减少量,则出现这一问题的原因可能是            (填序号).
A、重锤的质量测量错误     
B、该同学自编了实验数据
C、交流电源的频率不等于50Hz   
D、重锤下落时受到的阻力过大

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(10分)用如图甲所示的实验装置来“探究加速度与力关系”。现使小车A连接纸带后置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,B为打点计时器、C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦。实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。

(1)甲同学打好三条纸带,选取其中最好的一条,其中一段如图乙所示:图中A、B、C、D、E为计数点,相邻的两个计数点间有四个点未画出。根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度,且VB=________ m/s; Va=________ m/s;还可求得小车加速度a=________ m/s2。(保留3位有效数字)

图乙
(2)若该同学利用已学的牛顿第二定律计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是_____________________,实验操作中改进的措施是___________。

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某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:
电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0 ~ 200Ω)
滑动变阻器R2(阻值0 ~ 10Ω)
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______;(填写器材代号)
以下的四个电路中应选用_________进行实验。

②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线,如图所示。然后他用图所示的电路给三个元件分别供电,并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值,分别标在图上,它们是A点和B点。已知R0=9.0Ω,则该电源的电动势_______V,内电阻_______Ω。这个电源给元件3供电时,元件3的电功率P=_______W。

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在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点由静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B点停下,O点为弹簧处于原长时所的位置,测得OB=L1,并记录此过程中弹簧对木板做的功为W1。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据,作出弹簧对木块做的功W与木块停下的位置距O点的距离L的关系图像如图乙所示。

请回答下列问题:
(1)W—L图线为什么不通过原点?                       
(2)弹簧被压缩的长度LOA=      cm。

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