(8分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、导线、开关。回答下列问题:
⑴为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有 (填入正确选项前的字母);
A.秒表 B.刻度尺 C.0~6V的交流电源 D.0~6V的直流电源
⑵实验中误差产生的原因有
(写出两个原因);
⑶若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为mkg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,由图中数据可知重物由O点运动到B点重力势能减少量ΔEp= J,动能增量ΔEk= J,得出的结论是 。(计算结果保留三位有效数字)
⑴BC;⑵用刻度尺测量纸带上点之间的距离,即重物下落的高度时,会引起实验误差,纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦力,也会对实验造成误差;⑶7.62m,7.59m,在实验误差允许的范围内,机械能守恒。
解析试题分析:⑴从实验提供的已有器材中可知,由于选用了电磁打点计时器,因此需要学生电源,且为低压交流电源,故选项C正确;选项D错误;实验过程中需要测量纸带上点之间的距离,即重物下落的高度,因此需要使用刻度尺,故选项B正确,本实验中无需测量时间,故选项A错误。
⑵在实验过程中,用刻度尺测量纸带上点之间的距离,即重物下落的高度时,读数(刻度尺需要估读)会引起此实验的偶然误差,纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦力,以及重物下落过程中所受的空气阻力等,也会对此实验造成系统误差;
⑶由图中数据可知重物由O点运动到B点的过程中,下降的高度为77.76cm=0.7776m,因此此过程中重力势能减少量ΔEp=mgh=m×9.80×0.7776J=7.62m,运动至B时重物对应的速度为:vB=×10-2m/s=3.895m/s,所以重物由O点运动到B点的过程中,动能增量ΔEk=-0=0.5×m×3.8952J=7.59m,通过ΔEp和ΔEk两者大小的比较可知,在实验误差允许的范围内,减少的重力势能与增加的动能几乎相等,即机械能守恒。
考点:本题主要考查了验证机械能守恒定律的实验问题,涉及了器材的选取、误差分析、数据处理等知识,属于中档题。
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
(6分)在用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验中,每隔时间T打点计时器打下一点。某同学在实验中打下图示的一条纸带,不小心把中间一部分污损了,但能确定污损部分有两个记录点。现测得AB=s,BE=L,利用该纸带可求出小车的加速度a= ,打B点时小车的瞬时速度vB= 。
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
某次实验研究匀加速直线运动纸带的记录如图所示,图中前几个点模糊,因此从A开始每打5个点取1个计数点,计时器打点频率为50Hz。测得各段长度为AB=1.6cm, AC=3.4cm,AD="5.4cm" , AE=7.6cm,则:从打A点打到E点共历时 s,从A到E纸带的平均速度是 m/s,B点的瞬时速度为________m/s。
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如图甲所示,万能角度尺是利用游标读数原理来直接测量工件角度或进行划线的一种角度量具,它有一个可转动的圆盘(即主尺)在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度,在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状游标尺,如图乙所示,主尺上290对应的弧长与游标上30个格对应的弧长相等,图乙中万能角度尺所测量的角度为 。
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
(9分)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________________不变,用钩码所受的重力作为________________,用DIS测小车的加速度.通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像.在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.
(2)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.
(3)随着钩码的数量增大到一定程度时图(b)中的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是________.
A.小车与轨道之间存在摩擦 | B.导轨保持了水平状态 |
C.所挂钩码的总质量太大 | D.所用小车的质量太大 |
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(本小题共10分)要用电流表和电压表测定三节干电池(每节干电池的电动势约为1.5 V,内阻约为0.3 Ω) 串联电池组的电动势和内电阻,现有下列器材供选用:
A.电流表:量程0.6 A,内电阻1 Ω |
B.电流表:量程3 A,内电阻0.2 Ω |
C.电压表:量程3 V,内电阻30 kΩ |
D.电压表:量程6 V,内电阻60 kΩ |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D,用螺旋测微器测量其厚度d,示数如图所示。由图可读出D=________mm,d=________mm。
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用单摆测定重力加速度的实验中
①实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示,该摆球的直径d=_____mm。
②接着测量了摆线的长度,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,则重力加速度的表达式g=_____。(用题目所给物理量表示)
③某小组改变摆线长度,测得了多组数据。在进行数据处理时,甲同学把摆线长作为摆长,直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值;乙同学作出周期的平方()与摆线长的图象后求出斜率,然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是:甲_____,乙_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
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有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是 .
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=3
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=6
C.钩码的个数N1=N2=N3=5
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=9
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的步骤是 .
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.记录钩码的个数N1、N2、N3
E.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为图示中________是正确的.(填“甲”或“乙”)
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