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    （10分）某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图甲所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光电门传感器可测的最短时间为0.01ms。将挡光效果较好的黑色磁带（宽度为d）贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取g＝9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量）


    次数
    		?ti（10-3s）
    		 (m·s-1)

    		?hi（m）
    		Mg?hi
    1
    		1.56
    		2.85
    		 
    		 
    		 
    2
    		1.46
    		3.05
    		0.59M
    		0.06
    		0.59M
    3
    		1.37
    		3.25
    		1.22M
    		0.13
    		1.23M
    4
    		1.30
    		3.42
    		1.79M
    		0.18
    		1.80 M
    5
    		1.25
    		3.55
    		2.25M
    		0.23
    		2.26M
    （1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：                                   。
    （2）该同学用20等分的游标卡尺测量出黑色磁带的宽度，其示数如图乙所示，则d =_______mm。
    （3）根据该实验表格数据，请在答题纸上绘出图像，由图像可得出结论：                   

    （1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度  (2分)（2）  4.45mm  （2分）
    （3）在误差允许范围内，直尺在下落过程中机械能守恒（2分）

    解析试题分析：（1）宽度为d的黑色磁带位移极短，速度变化量小，平均速度接近于瞬时速度（2）游标卡尺的读数分两部分，一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即，另一部分是游标尺与主尺对齐的第条刻度线乘以精确度即，最终读数为（3）根据实验数据绘制图如下。根据图像可见增加的动能等于减少的重力势能，所以机械能守恒。

    考点：游标卡尺 光电门的使用 验证机械能守恒

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：______________________

    A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
    B．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路
    C．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码
    D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面
    E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，随后立即关闭电源，换上新纸带，重复三次
    F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离
    G．根据公式a1＝(x4－x1)/3T2，a2＝(x5－x2)/3T2，a3＝(x6－x3)/3T2及＝(a1＋a2＋a3)/3求出

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    （9分）现要测量某小量程电流表的内阻，可选用的器材如下：
    A．待测电流表A(量程10 mA，内阻约5～8Ω)
    B．电压表V1(量程0.3 V，内阻约3kΩ)
    C．电压表V2(量程3 V，内阻约30kΩ)
    D．滑动变阻器R1(10Ω，0.2A)
    E．滑动变阻器R2(100Ω，0.1A)
    F．标准电阻R0(R0=20Ω)
    G．电源E(电动势3V，内阻约1Ω)
    H．开关S及导线若干。
    要求：测量结果尽可能精确；能测多组数据且电流表、电压表的示数能从零开始调节；所设计电路安全且便于操作。
    (1)请同学们在虚线框内将电路补充完整；

    (2) 闭合电键S前应先将滑动变阻器R2的阻值置于         处（填“最大”或“最小”）；
    (3)实验中测得一组数据：电压表读数U、电流表读数I，则电流表A的内阻可表示为RA＝_______，（用物理量表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    （5分）用如图甲所示的 实验装置验证机械能守 恒定律，质量m =1OOg 的重物拖动纸带自由下 落，打点计时器在纸带 上打出一系列点.如图 乙所示为选取的一条符 合实验要求的纸带，O 点为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置 开始选取的三个连续的点（其它点未画出）.已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度 g=9.80m/s2.那么：

    （1）根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；
    （2）从O点到所取点，钩码重力势能减少量ΔEp=______J,动能增加量ΔEk=______J;（结果取3位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    （8分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验小组选择如图所示纸带，纸带上选取的连续三个点A、B、C，测出A点距起点O的距离为S0，A、B两点间的距离为S1，B、C两点间的距离为S2，交流电的周期为T，实验时：

    （1）为了减少空气阻力对实验的影响，自由落下的重锤密度要       （填“大”或“小”）一些．（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中测重锤的质量               （填“要”或“不要”）．
    （3）打点计时器打出B点时，重锤的速度vB=                （用题中所给的字母表示）
    （4）实验小组在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，以O为起点B为研究终点，计算结果是：重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能．其原因主要是该实验中存在阻力作用，因此该组同学想到可以通过该实验测算平均阻力的大小．已知当地重力加速度值为g，重锤的质量为m，则该实验中存在的平均阻力大小f=            （结果用m，g，vB，S0，S1表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    在“验证机械能守恒定律”的实验中：
    ①下列操作正确且必要的有______。
    A. 用秒表测出重物下落的时间
    B. 用天平称出重物的质量
    C. 装配好器材，接通电源，松开纸带，让重物自由下落
    D. 在点迹清晰的纸带上，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的点并标记，作为 测量点
    ②某小组的同学，用6V、50Hz的打点计时器打出的一 条纸带，如图所示，0为重锤下落的起点，选取的测量点为A、 B、C、D、E， F，各测量点到O点的距离h已标在测量点下面。打点计时器打C点时，重物下落的速度V0=______m/s(结果保留三位有效数字)；分别求出打其他各点时的速度v；作 v2—h关系图像如图所示，图线是一条直线，则该实验______(选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。


    ③该小组的同学利用在②中得到的V2-h关系图像求本地的重力加速度。则g=______m/s2。（结果保留三位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    （13分）某同学利用下述装置对轻弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌边缘，如图（a）所示，向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面，通过测量和计算，可得弹簧压缩后的弹性势能。回答下列问题：

    （1）本实验中可以认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球抛出时的动能相等。已知重力加速度大小为.为求得，至少需要测量下列物理量中的（    ）（填正确答案的番号）

    A．小球的质量
    B．小球抛出点到落地点的水平距离
    C．桌面到地面的高度
    D．弹簧的压缩量
    E．弹簧原长
    （2）用所选取的测量量和已知量表示，得=____________.
    （3）图（b）中的直线是实验测得的图线，从理论上可推出，如果不变，增加，图线的斜率会________（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果不变，增加，s—图线的斜率会________（填“增大”、“减小”或“不变”）。由图（b）中给出的直线关系和的表达式可知，与的________次方成正比。

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    （10分）待测电阻Rx的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

    A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10） 
    B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30） 
    C．电压表V（量程15V，内阻约为3000） 
    D．定值电阻R0＝100 
    E．滑动变阻器R1，最大阻值为5，额定电流为1.0A
    F．滑动变阻器R2，最大阻值为50，额定电流为0.5A
    G．电源E，电动势E＝4V（内阻不计）
    H．电键S及导线若干
    （1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材     _______________________（均用器材前对应的序号字母填写）；
    （2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；

    （3）待测电阻的表达式为Rx＝________________，式中各符号的物理意义为_______________________。

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    图甲是某物理小组验证系统的机械能是否守恒的实验装置，一端带有定滑轮的木板放置在水平桌面上，木板上有一小车，小车一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与钩码相连。开始时将木板固定打点计时器的一端适当垫高，在不挂钩码的条件下，轻推小车使小车能够沿木板匀速滑动。挂上钩码后，释放小车，在纸带上打出一系列小点。已知交流电源的频率为50 Hz。


    （1）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点，图中未标出。计数点间的距离x1、x2、x3、…、x6依次为：2．34 c m、2．81 cm、3．29 cm、3．76 cm、4．25 cm、4．73 cm。根据图中数据计算打下计数点5时的速度v5=       m／s，小车运动的加速度a=       m/s2；（保留三位有效数字）
    （2）实验中测出小车的质量为M、钩码的质量为m，计时器的打点周期为T。若不计小车沿木板运动时下降的高度，从打下计数点l到计数点5的过程中，小车和钩码组成的系统，减小的重力势能（用x1、x2、…、m、M、g和r表示）△Ep=        ，增加的动能△Ek=           。

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