- 验证机械能守恒定律
- 共87题
如图所示“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置。下列步骤正确的是( )
(A)让摆锤自然下垂,调整标尺盘,使其竖直线与摆锤线平行
(B)将摆锤置于释放器内,释放杆进行伸缩调整,使摆锤的系线松弛一点便于摆锤释放
(C)调整光电门的位置,使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内
(D)将释放器先后置于A、B、C点,将光电门置于标尺盘的D点,分别测量释放器内的摆锤由A、B、C三点静止释放摆到D点的势能和动能
正确答案
(AC )
解析
略
知识点
(1)用如图所示装置可验证机械能守恒,直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端(L>>d),绳的另一端固定在O点,O点正下方摆球重心经过的位置固定光电门B。现将摆球拉起,使绳偏离竖直方向角时由静止开始释放摆球,当其到达最低位置时,光电门B记录的遮光时间为t。
①如图为20分度游标卡尺测量摆球A的直径d=_______mm。
②摆球到达最低点的速度v=_______(用题中字母表示)。
③写出满足机械能守恒的表达式_______(用题中字母表示)。
(2)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)。正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻(常温下阻值约为10)的电流随其两端电压变化的特点。
A. 电流表A1(量程l00mA,内阻约1)
B. 电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3)
C. 电压表V1(量程3.0V,内阻约3k)
D. 电压表V2(量程15.0V,内阻约l0k)
E. 滑动变阻器R(最大阻值为10)
F. 滑动变阻器R'(最大阻值为500)
G. 电源E(电动势15V,内阻忽略)
H. 电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供的器材中选择必需的器材,应选择的器材为电流表_______,电压表_______,滑动变阻器_______。(只需填写器材前面的字母即可)
②请在所提供的器材中选择必需的器材,画出正确的电路图。
③该小组测出热敏电阻R1的U-/图线如曲线I所示。该电阻是_______执敏电阻(填“PTC”或“NTC”)。
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如曲线II所示。然后又将热敏电阻R1、R2分别与另一电池组连成如图所示电路。测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为_______V,内阻为_______。
正确答案
(1)①10.30mm;②;③
(2)①B,D,E;②如图所示;③PTC;④10V,6.5Ω—7.0Ω
解析
略。
知识点
(1)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录下挡光时间t,测出A、B之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。
①为了验证机械能守恒,还需要测量下列哪些物理量 _________。
A.A点与地面间的距离H
B.小铁球的质量m
C.小铁球从A到B的下落时间tAB
D.小铁球的直径d
②利用题中所给的已知量及①问中测得的物理量,表示小铁球通过光电门时的瞬时速度的表达式为v=______;如果下落过程中小球的机械能守恒,则与h的关系式为=__________。
(2)某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(标称阻值为180Ω)的电流随其两端电压变化的特点。
实验器材:多用电表,电流表A(0-50mA,内阻约15Ω),电压表V(5V,内阻约20kΩ),电源E(6V直流电源,内阻可忽略不计),滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),定值电阻R0(100Ω),电阻箱(99.9Ω)、开关K和导线若干。
①该小组用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值,发现表头指针偏转的角度很小;为了准确地进行测量,应换到 倍率的挡位;如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数,那么欠缺的实验步骤是: ,补上该步骤后,表盘的示数如图所示,则它的电阻是 Ω 。
②该小组按照自己设计的电路进行实验。实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V,作出热敏电阻的I-U图线,如下图所示。
请在所提供的器材中选择必需的器材,画出该小组设计的电路图(注意标明所选器材的符号)。
③分析该小组所画出的I-U图线,说明在电流比较大的情况下热敏电阻的阻值随电流的增大而 ;分析其变化的原因可能是 。
④该热敏电阻消耗的电功率随所加电压变化规律可能正确的是下面四幅图象中的______.
A.
B.
C.
D.
⑤如果将这个热敏电阻跟一个100Ω的定值电阻串联后接在内阻不计、电动势为5V的电源两端,该热敏电阻消耗的电功率为___________W。
正确答案
见解析。
解析
(1)① D
②;
(2)①“×10 ”;两表笔直接接触,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在“0Ω”处(或重新进行欧姆档的调零);200(答200~205都可以)
②测量电路如图下图所示
③减小;电流较大时,热敏电阻的温度升高,阻值变小
④B
⑤0.057(0.054~0.058)
知识点
某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D = cm。
(2)要验证机械能守恒,只要比较 。
A.与gh是否相等
B.与2gh是否相等
C.与gh是否相等
D.与2gh是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度 (选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
正确答案
(1)0.950
(2) D
(3)< ; 不能
解析
略
知识点
(1)某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作过程中
①用游标卡尺测量小球的直径,由图乙可知小球的直径为________mm;
②用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为l22.20cm;
③断开电磁铁电源,让小球自由下落;
④在小球经过光电门时,计时装置记下小球经过光电门所用的时间为2.5010-3s,由此可算得小球经过光电门时的速度为________m/s;
⑤以光电门所在处的水平面为参考面,小球的质量为m(kg),取重力加速度g=10m/s2,计算得出小球在最高点时的机械能为________J,小球在光电门时的机械能为________J。由此可知,在误差允许的范围内,小球下落过程中机械能是守恒的。
(2)现用以下器材测量电池的电动势和内电阻
A.被测电池(电动势在10 V~15V之间)
B.电阻箱(0~20)
C.滑动变阻器(最大阻值20 )
D.定值电阻R0(阻值5 )
E.电流表A1(量程0.6A)
F.电流表A2(量程3A)
G.电键
H.导线若干
实验中只用到了包括电池和定值电阻R0在内的六种实验器材,并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数和外电路电阻R(R0除外)的关系图线,即-R图线,如图所示。则:
①实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择________;
②在虚线框内画出实验原理图;
③根据图线求出电池的电动势为________V,内阻为________;
④说出实验中产生误差的原因(说出两条即可):________。
正确答案
(1) ①12.35;④4.94;⑤12.22m;12.20m
(2) ①电阻箱;②原理图如图所示;③12;1;④电流表A2的内阻分压产生的系统误差;电流表读数时产生的偶然误差;做图线时产生的偶然误差
解析
略。
知识点
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