某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即,但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现利用平抛的特性来间接地测出v。
如图(a)中,悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球(OB等于摆线长),当悬线摆至B处,摆球与小球发生完全弹性碰撞(速度互换),被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。(已知重力加速度为g,两球的质量均为m。)
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为 m。
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = 。
(3)此实验中,小球从A到B过程重力势能的减少量ΔEP = ,动能的增加量EK=
若要验证此过程中摆球的机械能守恒,实验数据应满足一个怎样的关系 。(用题中的符号表示)
(18分)某学牛在做《研究平抛运动的实验》中,忘记小球(做平抛运动的起点位置O,他只得到如图所示的一段轨迹,建立图示坐标系(其中
、
轴方向准确),
则
(1)①该物体做平抛运动的初速度为m/s。
②判断O点(填“是”或“否”)为小球的抛出点?在坐标系中,小球的抛出点的坐标是。
(2)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,并从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻(约为2
),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3 7V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻Rv约为4.0)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RAl约为50)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50)
D.滑动变阻器R1(0~20,额定电流1A)
E.电阻箱尺R2(0~999 .9,最小分度值0. l
)
F.开关S一只、导线若干
①为了测定电阻的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示
的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整? 。
②在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1电流表A1、A2已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。
Ⅰ.请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
Ⅱ.为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式。
现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用来测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、、、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意和。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮纹的间距Δx为mm。
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=,求得所测红光波长为nm。
I.
如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到P1像和P2像,当P1的像被恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在答题纸的图上画出对应的光路;
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是▲和▲,在图上标出它们;
(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=▲。
(4)若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值▲三棱镜玻璃材料折射率的真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。
II.
现要测量某一电压表的内阻。给定的器材如下:
器材(代号) |
规格 |
待测电压表V1 |
量程1V,内阻约为10k (待测) |
电压表V2 |
量程3V,内阻Rv2="6k" |
电流表(A) |
量程0.6A,内阻约为10 |
三个固定电阻 |
R1="1" 000![]() ![]() ![]() |
滑动变阻器(R4) |
最大电阻为100 |
滑动变阻器(R5) |
最大电阻为10 |
电源E |
电动势6V,最大允许电流200mA |
开关(S)、导线若干 |
要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半。
(1)从3个固定电阻中只选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在答题纸的虚线框内画出测量电路的原理图。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。)
(2)写出实验中必须记录的数据(用符号表示),并指出各符号的意义▲。
(3)用(2)中记录的数据表示待测电压表内阻RV1的公式为RV1=▲。
有一小灯泡上面标有"6V,4W"字样,现在要描绘这个灯泡的图线,下列器材可供选用。
A.电压表(量程6V,内阻) B.电压表(量程10V,内阻
)
C.电流表(量程0.6A,内阻) D.电流表(量程1A,内阻2
)
E.滑动变阻器(50,1A) F.滑动变阻器(5
)
(1)实验中所用电压表应选_______,电流表应选_______,滑动变阻器应选_______。
(2)为达到实验目的,请在乙图中方框内将实验电路补充、连接完整。
(3)这个灯泡的图线如图甲所示。若小灯泡两端的电压是额定电压的一半,则此时小灯泡的实际功率为________W。
(4)若将小灯泡接到图丙中的ab两点之间,闭合开关S小灯泡的实际功率为________W。
某同学在家里做“用单摆测定重力加速度“的实验,但没有适合的摆球,他找到了一块大小为5cm左右,外形不规则的大理石块代替摆球。他设计的实验步骤是:
A.将石块用细线系好,结点为![]() ![]() |
B.将石块拉开,使摆角![]() |
C.从石块摆到平衡位置开始计时,测出30次全振动的总时间![]() ![]() |
D.改变![]() ![]() |
E.求出多次实验中测得的L和T的平均值代入公式,求出重力加速度
(1)你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是____________(填序号)。
(2)改正错误后,如果用图象来处理,就能解决摆长无法准确测量所带来的误差。下图中,根据正确数据得到的图象是__________(填序号)。