在“验证机械能守恒定律”这一实验中，质量为1kg的重物自由下落，打出的纸带如图，其中O为打出的第一个点。已知交流电源频率为50Hz,长度单位为cm。试问：（g=

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在“验证机械能守恒定律”这一实验中，质量为1kg的重物自由下落，打出的纸带如图，其中O为打出的第一个点。已知交流电源频率为50Hz,长度单位为cm。试问：（g=9.8m/s2）

①打点计时器打下点e时，重物的速度大小为___________m/s。
②从起点O到打下e点时的过程中，重物的重力势能减少△EP=______J，相应的动能增加量△EK=________J,由此而得出的实验结论:______________ ______________.

答案

0.98m/s 0.491J 0.4802J 在实验误差允许的范围内，重物减少的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律。

解析

e点瞬时速度为df间的平均速度，重物的重力势能减少△EP=mgh_oe,e点动能为

在实验误差允许的范围内，重物减少的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律

举一反三

（1）在“用油膜法测分子大小”的实验中，
①用油膜法粗测分子直径实验的原理方法是_________
A．将油膜看成单分子油膜        B．不考虑各油分子间的间隙
C．考虑了各油分子间的间隙      D．将油膜分子看成正方体
②用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；将其中一滴滴至水面形成单分子油膜，经测量，油膜的面积为S cm²。由以上数据，可测得油酸分子直径的表达式为                 cm。（用题目中的字母和有关物理常量表示）
（2）如图所示，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平射程
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m_l多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m_l从斜轨上S位置静止释放，与小球m₂相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________。(填选项前的符号)
A用天平测量两个小球的质量m_l、m₂
B测量小球m₁开始释放高度h
C测量抛出点距地面的高度H
D分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N
E测量平抛射程OM，ON
③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________ (用②中测量的量表示)；

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（1）用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选用：铁架台、重锤、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、电建、天平。
其中不必要的器材是：                                         。
缺少的器材是：                                         。
（2）用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用电源频率为50hz，某同学从实验得到几纸带中，选取了一条初速度恰好为零的纸带，如图所示。图中标出的点均为计数点，并把电磁打点计时器打下的第一个计时点记作O点，测出O、A点间的距离为68.97cm，A、C点间的距离为15.24cm，C、E点间的距离为16.76cm。已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打点C时的瞬时速度为        m/s，O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为         J，重锤重力势能的减少量为         J，从以上数据可以得到的结论是：                       。（以上结果均保留三位有效数字）

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下列几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系”实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验和“验证机械能守恒定律”实验装置图。其中探究“功和物体速度变化的关系”实验装置图是　　　　（填写“甲”、“乙”、“丙”）；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量　　　　小车的质量（填写“大于”、“小于”、“远大于”、“远小于”）；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时砝码盆挂上；（填写“需要”、“不需”）这三个实验都使用了打点计时器，打点计时器用　　　　　　电源（填写“直流”、“交流”、“交直流均可”）。在这三个实验挑选出的纸带中，其中有一条纸带中有一段打出的点间隔是均匀的，则这条纸带一定是实验装置图　　　　　（填写“甲”、“乙”、“丙”）中实验得到的。

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（1）（6分）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m 小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a= m/s²。（结果保留三位有效数字）
（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A₁（量程0～100mA，内阻约5W）；
电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0～999.9W）；
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；

B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F．断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d="____________" mm；
②实验中电流表应选择_____________（选填“A₁”或“A₂”）；
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R₀，在L轴的截距为L₀，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）
答：。

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（1）某同学用图示装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．

①本实验必须测量的物理量有以下哪些      ．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量m_a、m_b
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
②小球a、b的质量m_a、m_b应该满足m_a      m_b （填大于等于还是小于）
③按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是      ．
(2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻1.0Ω左右）
B．电流表A₁（量程0—3m A，最小刻度0.1mA，内阻忽略不计）
C．电流表A₂（量程0—0.6A，最小刻度0.02A，内阻忽略不计）
D．滑动变阻器R₁（0—20Ω，10 A）
E．滑动变阻器R₂（0—200Ω，l A）
F．定值电阻R₀（990Ω）
G．开关和导线若干
①某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中合理的是      图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选     （填写器材前的字母代号）。
②图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，移动滑动变阻器，电流表A₁和电流表A₂分别测得多组I₁和I₂，并画出I₁-I₂图线，则由图线可得被测电池的电动势E＝       V，内阻r＝      Ω。
③若同学根据（1）中选出的合理电路和器材连接实物电路时，把电流表A₂接在了干路上，但误认为电流表A₂仍接在支路上，其他步骤按（2）中的操作，这样由实验得出的内阻将      （填“偏大”“不变”或“偏小”）。

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