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1.某實驗小組使用如圖1所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”.

(1)關于本實驗的敘述,正確的有A.
A.打點計時器安裝時要使兩限位孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定,以減小紙帶下落過程中受到的阻力
B.需用天平測出重錘的質量
C.打點計時器用四節(jié)干電池串聯而成的電池組作為電源
D.用手托著重錘,先閉合打點計時器的電源開關,然后釋放重錘
E.打出的紙帶中,只要點跡清晰,就可以運用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv2來驗證機械能是否守恒
F.驗證機械能是否守恒必須先確定重力勢能的參考平面
(2)如圖2是采用甲方案時得到的一條紙帶,在計算圖中N點速度時,幾位同學分別用下列不同的方法進行,其中正確的是BC
A.vN=gnTB.vN=$\frac{{{x_n}+{x_{n+1}}}}{2T}$
C.vN=$\frac{{{d_{n+1}}-{d_{n-1}}}}{2T}$D.vN=g(n-1)T
(3)實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量,關于這個誤差,下列說法正確的是BD.
A.該誤差屬于偶然誤差
B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差
C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差
D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差.

分析 (1)根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟.
(2)根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出瞬時速度的大。
(3)重力勢能的減小量略大于動能的增加量,是由于阻力的影響造成的,屬于系統(tǒng)誤差,可以通過減小阻力減小誤差的影響.

解答 解:(1)A、打點計時器安裝時要使兩限位孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定,以減小紙帶下落過程中受到的阻力,故A正確.
B、驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等,質量可以約去,不需要用天平測量質量,故B錯誤.
C、打點計時器用交流電源,故C錯誤.
D、實驗時,不是用手托著重物,應用手提著紙帶的上方,保持豎直,故D錯誤.
E、打出的紙帶中,點跡清晰,運用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv2,必須是準確找出起始點,故E錯誤.
F、驗證機械能是否守恒不需要確定零勢能平面,故F錯誤.
故選:A.
(2)根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出瞬時速度的大小,即${v}_{N}=\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$或${v}_{N}=\frac{bxdn3x1_{n+1}-3l3fppv_{n-1}}{2T}$求出瞬時速度的大小,不能根據v=gt求解瞬時速度,因為這樣已經默認了機械能守恒,失去驗證的意義,
故選:BC.
(3)實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量,是由于阻力的影響造成的,該誤差無法避免,屬于系統(tǒng)誤差,可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差.
故選:BD.
故答案為:(1)A;(2)BC;(3)BD.

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項,知道阻力影響產生的誤差無法避免,屬于系統(tǒng)誤差,不能消除,只能減。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

18.圖(甲)所示,彎曲部分AB和CD是兩個半徑相等的$\frac{1}{4}$圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細圓管(細圓管內徑略大于小球的直徑),細圓管分別與上、下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調節(jié).下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上、下圓弧軌道的最高點與最低點,整個軌道固定在豎直平面內.一小球多次以某一速度從A點水平進入軌道而從D點水平飛出.今在A、D兩點各放一個壓力傳感器,測試小球對軌道A、D兩點的壓力,計算出壓力差△F.改變BC間距離L,重復上述實驗,最后繪得△F-L的圖線如圖(乙)所示,(不計一切摩擦阻力,g取10m/s2),試求:

(1)某一次調節(jié)后D點離地高度為0.8m.小球從D點飛出,落地點與D點水平距離為2m,小球通過D點時的速度大;
(2)小球的質量和彎曲圓弧軌道的半徑大。

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12.要想提高電磁振蕩的頻率,下列辦法中可行的是( 。
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C.減小電容器極板間距離D.減小電容器兩極板間的正對面積.

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9.下列說法正確的是( 。
A.聲波從空氣進入水中時,其波速增大,波長變長
B.縱波傳播過程中各質點的運動方向與波的傳播方向總是相同的
C.當波源與觀察者相向運動時,波源自身的頻率不變
D.均勻變化的磁場產生變化的電場,均勻變化的電場產生變化的磁場

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16.輕質絕緣細線吊著一質量為m=0.05kg,邊長為L=1m的正方形線框,線框電阻為r=1Ω,線框的下半部分空間中有方向垂直紙面向里的勻強磁場(如圖甲所示),磁感應強度大小隨時間的變化如圖乙所示,從t=0開始經過時間t0,細線開始松弛,g=10m/s2.求:

(1)細線松弛前,線框中的感應電流大小與方向;
(2)t0的值.

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6.某興趣小組自制一小型發(fā)電機,使線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸轉動,穿過線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化的圖象如圖所示,線圈轉動周期為T,線圈產生的電動勢的最大值為Em.則( 。
A.在t=$\frac{T}{4}$時,磁場方向與線圈平面平行
B.在t=$\frac{T}{2}$時,線圈中的磁通量變化率最小
C.在t=$\frac{T}{2}$時,線圈中電動勢的瞬時值最大
D.若線圈轉速增大為原來的2倍,則線圈中電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

13.利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌;導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊,其總質量為M,左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的小球相連;遮光片兩條長邊與導軌垂直;導軌上B點有一光電門,可以測量遮光片經過光電門時的擋光時間t.用d表示A點到光電門B處的距離,b表示遮光片的寬度.實驗時滑塊在A處由靜止開始運動.

(1)用游標卡尺測量遮光片的寬度b,結果如圖2所示,由此讀出b=3.85mm
(2)滑塊通過B點的瞬時速度可表示為$v=\frac{t}$.
(3)某次實驗測得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統(tǒng)的動能的增加量可表示為△EK=$\frac{(M+m)^{2}}{2{t}^{2}}$,系統(tǒng)的重力勢能的減少量可表示為△Ep=$(m-\frac{M}{2})gd$.在誤差允許的范圍內,若△EK=△EP,則可認為系統(tǒng)的機械能守恒.
(4)在上次實驗中,某同學改變A、B間的距離,作出v2-d的圖象如圖所示,并測得M=m,則重力加速度g=9.6m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

10.用如圖裝置可驗證機械能守恒定律.輕繩兩端系著質量相等的物塊A、B,物塊B上放置一金屬片C.鐵架臺上固定一金屬圓環(huán),圓環(huán)處在物塊B正下方.系統(tǒng)靜止時,金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h.由此釋放,系統(tǒng)開始運動,當物塊B穿過圓環(huán)時,金屬片C被擱置在圓環(huán)上.兩光電門固定在鐵架臺P1、P2處,通過數字計時器可測出物塊B通過P1、P2這段時間.
(1)若測得P1、P2之間的距離為d,物塊B通過這段距離的時間為t,則物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度v=$\fracd7l7jhf{t}$.
(2)若物塊A、B的質量均為M表示,金屬片C的質量用m表示,該實驗中驗證了下面哪個等式成立,即可驗證機械能守恒定律.正確選項為C.
A.mgh=$\frac{1}{2}$Mv2            B.mgh=Mv2
C.mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)v2       D.mgh=$\frac{1}{2}$(M+m)v2
(3)改變物塊B的初始位置,使物塊B由不同的高度落下穿過圓環(huán),記錄各次高度差h以及物塊B通過P1、P2這段距離的時間為t,以h為縱軸,以$\frac{1}{{t}^{2}}$(填“t2”或“$\frac{1}{{t}^{2}}$”)為橫軸,通過描點作出的圖線是一條過原點的直線.該直線的斜率k=$\frac{(2M+m)9zhlnzl^{2}}{2mg}$(用m、M、d表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.如圖所示是我國南海艦隊潛艇,它水下速度為20節(jié),最大下潛深度為300m.某次在南海執(zhí)行任務時位于水面下h=150m處,艇上有一個容積V1=2m3的貯氣鋼筒,筒內貯有壓縮空氣,其壓強p1=200atm,每次將筒內一部分空氣壓入水箱(水箱有排水孔與海水相連),排出海水△V=0.9m3,當貯氣鋼筒中的壓強降低到p2=20atm時,需重新充氣.設潛艇保持水面下深度不變,在排水過程中氣體的溫度不變,水面上空氣壓強p0=1atm,取海水密度ρ=1×103kg/m3,g=10m/s2,1atm=1×105Pa.求該貯氣鋼筒重新充氣前可將筒內空氣壓入水箱的次數.

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