用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．

（1）一同學按如下步驟進行實驗：
A．用天平測量出重錘的質(zhì)量； 
B．按圖示的裝置安裝器件；
C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．換用紙帶，重復步驟D； 
F．選取合適的紙帶；
G．測量所選紙帶上某些點之間的距離；
H．根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的一個步驟是
A
A
；操作不恰當?shù)囊粋�步驟是
C
C
．
（2）利用這個裝置也可以測量重錘的加速度數(shù)值．這位同學打出的紙帶如圖乙所示，A點為打下的第一個點，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的計數(shù)點，現(xiàn)測得s1、s2、s3、s4、s5、s6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請你根據(jù)這條紙帶推算此落體過程的加速度a為
9.58
9.58
m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
（3）某同學根據(jù)第（2）問求得的加速度數(shù)值計算重力勢能的變化量△EP，驗證機械能守恒定律定律，試分析其合理性．（判斷并說明理由）
分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，只有這樣才能明確每步操作的具體含義，在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量可測可不測，打點計時器應接交流電源；
（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量△x=aT2，運用逐差法求出加速度的大�。驗樽枇ψ饔茫�
（3）求出的加速度與當?shù)氐闹亓铀俣炔坏龋荒苡迷摷铀俣惹蠼庵亓菽艿淖兓浚?/div>
解答：解：（1）在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要驗證動能的增加量和重力勢能減小量是否相等，質(zhì)量可以約掉，因此質(zhì)量可以不測，所以沒必要用天平測量出重錘的質(zhì)量．打點計時器應接交流電源，不能接直流電源．故不必要的步驟是A，操作不恰當?shù)牟襟E是C．
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
s4-s1=3a1T2 
s5-s2=3a2T2 
s6-s3=3a3T2 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，有：
a=
a1+a2+a3
3
=
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
9T2
，
代入數(shù)據(jù)解得：a=9.58m/s2．
（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當?shù)氐闹亓铀俣龋荒苡盟鼇碛嬎阒亓菽艿母淖兞?br />故答案為：（1）A，C；（2）9.58；（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當?shù)氐闹亓铀俣�，不能用它來計算重力勢能的改變量�?/div>
點評：解答實驗問題的關鍵是明確實驗原理、實驗目的，了解具體操作，同時加強應用物理規(guī)律處理實驗問題的能力．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?南京三模）某同學采用如圖甲所示的電路測定電池電動勢和內(nèi)阻．除待測電池外，提供的器材有：電壓表，電流表，滑動變阻器，開關和導線若干．
（1）請按圖甲所示的電路，將圖乙中的實物圖連接成實驗電路．
（2）丙圖是根據(jù)測量結果作出的I-U 圖線，則由圖線可知該電池的電動勢為E1=
1.5
1.5
V，內(nèi)阻為r1=
0.2
0.2
Ω．
（3）我們都有過這樣的體驗：手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅光，這是我們常說的“電池沒電了”．有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用．已知新電池的電動勢E1=1.5V、內(nèi)阻r1=0.2Ω；舊電池的電動勢E2=1.5V；內(nèi)阻r2=6.8Ω；小燈泡上標有“3V 3W”，
且電阻不隨溫度變化．則手電筒工作時電路中舊電池提供的電功率為
0.45
0.45
W，它本身消耗的電功率
0.612
0.612
W．（已知兩電池串聯(lián)的總電動勢等于兩電池的電動勢之和）
根據(jù)計算結果，你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理
不合理
不合理
（填“合理”或“不合理”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

我們都有過這樣的體驗：手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅光，這就是我們常說的“電池沒電了”，有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用．某同學為了檢驗此人的做法是否合理，設計了下面的實驗：
（1）該同學設計了如圖甲所示的電路
來分別測量新舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，并將測量結果描繪成乙所示的U-I 圖象，由圖線可知：新電池電動勢E1=
1.5
1.5
V，內(nèi)阻r1=
0.5
0.5
Ω；
舊電池電動勢E2=
1.2
1.2
V，內(nèi)阻r2=
4
4
Ω．
（2）用上述兩節(jié)新舊電池串聯(lián)后與“3V 2W”的小燈泡構成閉合電路，試計算其中舊電池提供的總電功率為
0.36
0.36
W和它本身消耗的電功率為
0.36
0.36
W．你認為新舊電池搭配使用的做法是
不合理
不合理
的．（填：合理、不合理、無所謂．）（串聯(lián)電池組的E=E1+E2，r=r1+r2）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?重慶一模）（1）某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，有如下操作步驟：
A．在鐵架臺上水平固定好打點計時器，將連有重物的紙帶豎直穿過限位孔用手提住，讓手盡量靠近打點計時器；
B．松開紙帶，趕緊接通電源，開始打點，隨后從重物上取下紙帶；
C．挑選點跡清晰的紙帶，在紙帶上選取相隔較遠的兩個點a、b作為驗證的兩個狀態(tài)，測出這兩個點之間的距離就是這兩個狀態(tài)之間重物下落的高度h；
D．以a作為連續(xù)三個測量點的中間點，測算出該三點中首尾兩點之間的平均速度就是a點的瞬時速度va，用同樣的方法，測出b點的瞬時速度vb；
E．計算上述兩個狀態(tài)之間重物動能的增加量
1
2
mvb2-
1
2
mva2，計算重物重力勢能的減少量mgh，比較它們的大小是否相等．
該實驗小組在上述實驗步驟中有兩個錯誤的操作，其錯誤的步驟和錯誤是：
①
步驟A錯誤．手應該盡量遠離打點計時器
步驟A錯誤．手應該盡量遠離打點計時器
；②
步驟B錯誤．應該先接通電源，再松開紙帶
步驟B錯誤．應該先接通電源，再松開紙帶
．
（2）下面是該小組按正確操作時的情況記錄：已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，從實驗獲得的紙帶中選取一條點跡清楚且符合要求的紙帶（如圖），若把第一點記作O，另選擇連續(xù)的三個點B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量B、C、D點到O點的距離分別為70.18cm，77.00cm，85.18cm．若重物質(zhì)量為1kg，由此可知重物在紙帶打擊O點到打擊C點的運動過程中，重力勢能的減小量為
7.70
7.70
J；動能的增加量是
7.03
7.03
J．除了考慮g的取值帶來的影響以外，你認為導致實驗誤差的主要原因是
重物和紙帶克服阻力做功消耗了機械能
重物和紙帶克服阻力做功消耗了機械能
．

（3）某同學在做《自來水電阻率的測定》課題時，在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，其間充滿待測的自來水，然后用如圖甲所示電路進行測量．
該同學選用器材如下：
電壓表（量程15V，內(nèi)阻約90kΩ）、電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）、滑動變阻器（100Ω，1A）、電池組（電動勢E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）、開關一個、導線若干．
實驗中測量情況如下：
安裝前他用圖乙（a）的游標卡尺測玻璃管的內(nèi)徑，結果如圖乙（b）所示．測得兩電極相距L=0.314m．實驗中測得包括0在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值，在坐標紙上描點如圖丙．
根據(jù)以上材料回答下面的問題：
①測量玻璃管內(nèi)徑時，應將圖乙（a）游標卡尺中的A、B、C三部分中的
A
A
與玻璃管內(nèi)壁接觸；玻璃管的內(nèi)徑d=
30.75
30.75
mm．
②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知該同學測得水柱的電阻R=
1.0×105Ω
1.0×105Ω
Ω（保留兩位有效數(shù)字）；請用水柱電阻R、玻璃管內(nèi)徑d、水柱長度L表示自來水的電阻率ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
．
③根據(jù)測得水柱電阻值可知實驗中電路設計的不妥之處是
電流表不應該采用外接（或電流表應該采用內(nèi)接）
電流表不應該采用外接（或電流表應該采用內(nèi)接）
，請在答卷的虛線框中畫出改進后的電路圖．（電路圖中用Rx表示自來水的電阻）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2013?日照一模）（1）某同學在研究“對不同物體做相同功情況下，物體質(zhì)量與速度的關系”時，提出了以下四種猜想：
A．m∞υ
B．m∞
1
υ

C．m∞υ2
D.m∞
1
υ2

為驗證猜想的正確性，該同學用如圖1所示的裝置進行實驗：將長木板平放在水平桌面上，木塊固定在長木板一端，打點計時器固定在木塊上，木塊右側固定一輕彈簧，用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打下一系列點，選取點跡均勻的一部分紙帶，計算出小車勻速運動的速度υ1，測出小車的質(zhì)量m1；然后在小車上加砝碼，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車，計算出小車和砝碼勻速運動的速度υ2，測出小車和砝碼的總質(zhì)量m2：再在小車上加砝碼，重復以上操作，分別測出υ3、m3…．

①每次實驗中，都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，目的是
小車獲得相同的動能（彈簧對小車做功相同）
小車獲得相同的動能（彈簧對小車做功相同）
；若要消除每次實驗中小車和紙帶受到的阻力對小車運動的影響，應進行的實驗操作是
墊高木板固定打點計時器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動（平衡摩擦力）
墊高木板固定打點計時器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動（平衡摩擦力）
．
②某次實驗采集的五組數(shù)據(jù)如表：由表格數(shù)據(jù)直觀判斷，明顯不正確的兩個猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
；若對某個猜想進行數(shù)據(jù)處理并作圖，畫出了如圖2所示的圖象，則圖中的橫坐標應是
1
v2
1
v2
．
m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/（m?s-1） 1.000 0.707 0.577 0.500 0..447
（2）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度增高，電阻率變小，水質(zhì)受到影響．某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．在一根均勻長度玻璃管兩端分別裝上橡膠塞和鉑電極，如圖3所示，兩電極相距L=0.314m，管內(nèi)充滿待測的河水．安裝前用游標卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑，測量結果如圖4所示．
為測管內(nèi)河水電阻供選器材有：
電壓表V1：量程15V，內(nèi)阻約30kΩ
電壓表V2：量程3V，內(nèi)阻約10kΩ
電流表A1：量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A2：量程150mA，內(nèi)阻約10Ω
滑動變阻器甲：最大值為10Ω，額定電流足夠大
滑動變阻器乙：最大值為1kΩ，額定電流足夠大
電源E1：電動勢15V，內(nèi)阻6Ω
電源E2：電動勢3V，內(nèi)阻2Ω
開關、導線若干．
該同學選用以上部分器材測出了9組數(shù)據(jù)，并在坐標系中標出，如圖5所示．
①據(jù)圖（2）讀出玻璃管的內(nèi)徑d=
6.70
6.70
mm．
②實驗時，所選用的電壓表為
V1
V1
（填“V1”或“V2”），所選用的電流表為
A2
A2
（填“A1”或“A2”），所選的滑動變阻器為
甲
甲
（填“甲”或“乙”），所選的電源為
E1
E1
（填“E1”或“E2”）．
③在答題卡的虛線框內(nèi)畫出該實驗的原理圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：

我們都有這樣的體驗：手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅光，這就是我們常說的“電池沒電了”.有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用，某同學為了檢驗此人的做法是否合理，設計了下面的實驗：

(1)該同學設計了如圖甲所示的電路來分別測量新舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，并將測量結果描繪成如圖乙所示的U-I圖象，由圖象可知：新電池電動勢E1=___________V，內(nèi)阻r1=___________Ω,舊電池電動勢E2=___________V，內(nèi)阻r2=___________Ω.

(2)計算新舊電池各一節(jié)串聯(lián)作電源使用時的效率(手電筒的小燈泡上標有“3 V  2 W”)

(3)計算上小題中舊電池提供的電功率和它本身消耗的電功率分別是多少？

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