DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图像方式显示实验的结果,所显示的图像如图(b)所示.图像的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:
(1)图(b)的图像中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________________(按顺序填写相应图线所对应的文字).
(2)图(a)所示的实验装置中,小球起到_______________的作用,传感器K的名称是_______________.
(3)根据图(b)所示的实验图像,可以得出的结论是
______________________________________________________________________________.
太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I—U特性。所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图________(填“a”或“b”)。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的I—U图像。由图可知,当电压小于2 00V时,太阳能电池板的电阻_________(填“很大”或“很小”):当电压为2 80V时,太阳能电池板的电阻为_________。
(3)当有光照射时,太阳能电池板作为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该电池板作为电源时的电动势为___________V 若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射情况下,该电池板的效率是___________%。(结果保留三位有效数字)
如图甲是测量滑块与木板间动摩擦因数的装置,将木板水平固定在桌面上,利用一根压缩的轻质弹簧来弹开滑块。请完成下列实验操作与分析。
(1)烧断细线,滑块被弹簧弹出后通过光电门A,继续运动一段距离停止在B点 测出挡光片的宽度d,滑块通过光电门的时间△t,则滑块通过A点的速度v=____________;再用刻度尺测出AB之间的距离L。若重力加速度为g,则滑块与木板间动摩擦因数________________。(用d、△t、L、g表示)
(2)将木板换成光滑水平导轨 其它装置不变,来研究弹簧弹性势能与压缩量的关系。用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块通过光电门的时间△t,算出滑块通过光电门的速度v。重复以上操作,得到v与x的关系如图乙所示,由图可知,v与x成_________关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的__________________成正比。
如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:
①如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d =mm。
②小球经过光电门B时的速度表达式为。
③多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:时,可判断小球下落过程中机械能守恒。
④实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP,增加下落高度后,则将(选填“增加”、“减小”或“不变”)。
现要测定一段粗细均匀、电阻约为60Ω的合金丝的电阻率,若已测得其长度,要尽量精确的测量其电阻值R,器材有:
电池组(电动势3.0V,内阻约1Ω);
电流表(量程0~100mA,内阻约0.5Ω);
电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ);
滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(0~500Ω,允许最大电流0.5 A);
电键一个、导线若干。
①以上器材中,所用的滑动变阻器应选_______。(填“R1”或“R2”)
②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图甲所示,读数为mm。
③如图乙所示是测量合金丝电阻的电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应移到。 (填“最左端”或“最右端”)
④闭合开关后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一 端,电压表示数变化明显,但电流表示数始终几乎为零,由此可以推断:电路中(填“1、2、3”或“4、5、6”或“6、7、8”)之间出现了。(填“短路”或“断路”)
⑤在电路故障被排除后,为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应改进的是。(填选项前的字母)
A.电流表连接方式改为内接法
B.滑动变阻器连接方式改为限流式
如图为利用小球做自由落体运动验证机械能守恒的实验装置图,O点是释放小球的初始位置,光电门位于其正下方。已知小球的直径为d。
①小球从光电门正中间穿过,由数字计时器读出小球通过光电门的时间为Δt,则小球通过光电门的速度
大小约为v=。(用给定字母表示)
②为完成实验,还需要测量的物理量是。(填选项前的字母)
A.小球的质量m
B.光电门A与O点间的高度h