0  438040  438048  438054  438058  438064  438066  438070  438076  438078  438084  438090  438094  438096  438100  438106  438108  438114  438118  438120  438124  438126  438130  438132  438134  438135  438136  438138  438139  438140  438142  438144  438148  438150  438154  438156  438160  438166  438168  438174  438178  438180  438184  438190  438196  438198  438204  438208  438210  438216  438220  438226  438234  447090 

5.光電計(jì)時(shí)器是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的一種精密計(jì)時(shí)儀器,它由光電門和計(jì)時(shí)器兩部分組成,光電門的一臂的內(nèi)側(cè)附有發(fā)光裝置(發(fā)射激光的裝置是激光二極管,發(fā)出的光束很細(xì)),如圖實(shí)-4-12中的AA′,另一臂的內(nèi)側(cè)附有接收激光的裝置,如圖實(shí)-4-12中的BB′,當(dāng)物體在它們之間通過時(shí),二極管發(fā)出的激光被物體擋住,接收裝置不能接

收到激光信號(hào),同時(shí)計(jì)時(shí)器就開始計(jì)時(shí),直到擋光結(jié)束光電計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí),故此裝置能精確地記錄物體通過光電門所用的時(shí)間.現(xiàn)有一小球從兩光電門的正上方開始自由下落,如圖實(shí)-4-12所示.

圖實(shí)-4-12

(1)若要用這套裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,則要測(cè)量的物理量有________________________(每個(gè)物理量均用文字和字母表示,如高度H).

(2)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的關(guān)系式為________.

解析:本實(shí)驗(yàn)是圍繞機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證設(shè)計(jì)的,關(guān)鍵是速度的測(cè)定,本題改打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度為光電門測(cè)量.由于本裝置可記錄小球通過光電門的時(shí)間Δt,則將小球的直徑D除以Δt,即可求出小球經(jīng)過光電門的速度,若再測(cè)出兩光電門間相距的高度H,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

(1)需要測(cè)量的物理量有:小球直徑D,兩光電門間的豎直高度H,小球通過上、下兩光電門的時(shí)間Δt1、Δt2.則小球通過上、下兩光電門處的速度分別為、.

(2)驗(yàn)證守恒關(guān)系式為:

m()2m()2mgH

化簡(jiǎn)得:-=2gH.

答案:(1)小球直徑D、兩光電門間的豎直高度H、小球通過上、下兩光電門的時(shí)間Δt1、Δt2

(2)-=2gH

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4.用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中:(g取9.8 m/s2)

(1)運(yùn)用公式mv2mgh時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是________________.為此目的,所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近__________.

(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重物質(zhì)量m=1 kg,打點(diǎn)紙帶如圖實(shí)-4-10所示,打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s,則記錄B點(diǎn)時(shí),重物速度vB=________,重物動(dòng)能Ek=________;從開始下落起至B點(diǎn),重物的重力勢(shì)能減小量是__________,由此可得出的結(jié)論是____________________________________.

圖實(shí)-4-10

(3)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,則以為縱軸,以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是圖實(shí)-4-11中的                       ( )

圖實(shí)-4-11

解析:(1)自由下落的物體在第一個(gè)0.02 s內(nèi),下落距離

hgt2=2 mm

(2)vB== m/s=0.59 m/s

EkmvB2=×1×0.592 J≈0.174 J

ΔEpmgh=1×9.8×17.9×103 J≈0.175 J.

答案:(1)自由下落的物體 2 mm

(2)0.59 m/s 0.174 J 0.175 J 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),動(dòng)能的增加量等于重力勢(shì)能的減少量 (3)C

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3.關(guān)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn),下面列出一些實(shí)驗(yàn)步驟:

A.用天平稱出重物和夾子質(zhì)量

B.將重物系在夾子上

C.將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,上端用手提著,下端夾上系住重物的夾子,再把紙帶向上拉,讓夾子靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,處于靜止?fàn)顟B(tài)

D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在學(xué)生電源的交流輸出端,把輸出電壓調(diào)到6 V(電源不接通)

E.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺(tái)上,使兩個(gè)限位孔在同一豎直面內(nèi)

F.在紙帶上選取兩個(gè)點(diǎn),進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)

G.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間

H.接通電源,待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶

I.切斷電源

J.更換紙帶,重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)

K.在三條紙帶中選出較好的一條

L.進(jìn)行計(jì)算,得出結(jié)論,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

M.拆下導(dǎo)線,整理器材

對(duì)于本實(shí)驗(yàn)以上步驟中,不必要的有__________________;正確步驟的合理順序是______________________(填寫代表字母).

解析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟可知不必要的有A、G;正確步驟的合理順序是E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M.

答案:A、G EDBCHIJKFLM

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2.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?i style='mso-bidi-font-style:normal'>g=9.80 m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖實(shí)-4-9所示),把第一個(gè)點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)AB、C、D作為測(cè)量的點(diǎn).經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量等于________ J,動(dòng)能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).

圖實(shí)-4-9

解析:根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),重物從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)下落的高度h=0.7776 m,故重力勢(shì)能減

少量

ΔEpmgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J

重物動(dòng)能的增加量ΔEkmvC2mv02

根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況,重物在O點(diǎn)的速度v0=0,C點(diǎn)的速度vC等于重物從B點(diǎn)到D點(diǎn)這一

段時(shí)間Δt=2× s內(nèi)的平均速度.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得

vC== m/s=3.8875 m/s

重物的動(dòng)能增加量

ΔEkmvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.

答案:7.62 7.56

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1.下列關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說法中,正確的是   ( )

A.重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差

B.重物質(zhì)量選用得大些,有利于減小誤差

C.重物質(zhì)量選用得較小些,有利于減小誤差

D.紙帶下落和打點(diǎn)不同步會(huì)造成較大誤差

解析:從需要驗(yàn)證的關(guān)系式ghn=看,與質(zhì)量無關(guān),A錯(cuò)誤.當(dāng)重物質(zhì)量大一些時(shí),空氣阻力可以忽略,B正確,C錯(cuò)誤.紙帶先下落而后打點(diǎn),此時(shí),紙帶上最初兩點(diǎn)的點(diǎn)跡間隔較正常時(shí)略大,用此紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,其結(jié)果是重物在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)就有了初動(dòng)能,因此重物動(dòng)能的增加量比重物重力勢(shì)能的減少量大,D正確.

答案:BD

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6.某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),得到了幾條較為理想的紙帶,已在每條紙帶上每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取好了一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,依打點(diǎn)先后編為0、1、2、3、4、5.由于不小心,紙帶被撕斷了,如圖實(shí)-1-12所示.請(qǐng)根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答:(填字母)

圖實(shí)-1-12

(1)從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是B、C、D三段紙帶中的________.

(2)打A紙帶時(shí),物體的加速度大小是________m/s2.

解析:因小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度保持不變,打A紙帶時(shí),加速度

a=== m/s2

=0.6 m/s2.

又小車運(yùn)動(dòng)的加速度:a=,

則4、5兩點(diǎn)間隔為:

x5x2+3aT2=36.0×103 m+3×0.6×0.12 m

=54×103 m

所以從紙帶A上撕下的那段應(yīng)是C.

答案:(1)C (2)0.6

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5.(2009·天津高考)如圖實(shí)-1-11所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以測(cè)定重力加速度.

圖實(shí)-1-11

(1)所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物,此外還需________(填字母代號(hào))中的器材.

A.直流電源、天平及砝碼

B.直流電源、毫米刻度尺

C.交流電源、天平及砝碼

D.交流電源、毫米刻度尺

(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度.為使圖線的斜率等于重力加速度,除作vt圖象外,還可作________圖象,其縱軸表示的是____________,橫軸表示的是________.

解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源.重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān),所以不需要天平和砝碼.計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,需要刻度尺,選D.

(2)由公式v2=2gh,如繪出-h圖象,其斜率也等于重力加速度.

答案:(1)D (2)-h 速度平方的二分之一 重物下落的高度

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4.(2010·宿遷模擬)光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖實(shí)-1-10(a)所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來.圖(b)中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×102s和4.0×103s.用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d,其示數(shù)如圖(c)所示.

圖實(shí)-1-10

 (1)滑塊的寬度d=________cm.

(2)滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1=________m/s,滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2=________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的________,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將________的寬度減小一些.

解析:(1)d=10 mm+0.05 mm×2

=10.10 mm=1.010 cm.

(2)v1== m/s=1.0 m/s

v2== m/s=2.5 m/s.

(3)v1、v2實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的平均速度,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將滑塊的寬度減小一些.

答案:(1)1.010 (2)1.0 2.5

(3)平均速度 滑塊

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3.在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,  計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,如圖實(shí)-1-9所示是一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出,按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5、6七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),用刻度尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為1.40 cm、3.55 cm、6.45 cm、10.15 cm、14.55 cm、19.70 cm.由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小為v4=__________ m/s,小車的加速度大小a=______m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

圖實(shí)-1-9

解析:v4== m/s

=0.405 m/s

x1′=0.0140 m,x2′=x2x1=0.0215 m

x3′=x3x2=0.0290 m

x4′=x4x3=0.0370 m

x5′=x5x4=0.0440 m

x6′=x6x5=0.0515 m

a

=m/s2

=0.756 m/s2.

答案:0.405 0.756

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2.在“探究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟,其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有______________________.(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H、…)

A.拉住紙帶,將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先放開紙帶,再接通電源

B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電源

C.把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過滑輪,下面吊著適當(dāng)重的鉤碼

D.取下紙帶

E.將平板無滑輪的一端抬高,輕推小車,使小車能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng)

F.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔

將以上步驟完善后按合理順序填寫在橫線上

________________________________________________________________________.

解析:A中應(yīng)先接通電源,再放開紙帶.C中應(yīng)調(diào)整滑輪的高度,使細(xì)繩與平板平行,D中應(yīng)先斷開電源,使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器停止工作,E屬于多余步驟.應(yīng)補(bǔ)充G,換上新紙帶,重復(fù)操作兩次.H,斷開電源,整理好器材.正確合理的順序應(yīng)為B、F、C、A、D、G、H.

答案:見解析

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