用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，重錘從高處由靜止開(kāi)始落下，重錘從拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能定恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；
D．調(diào)整錯(cuò)誤后，再接通電源開(kāi)關(guān)，釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
指出其中沒(méi)有必要進(jìn)行的步驟是
C
C
；操作錯(cuò)誤的步驟是
B
B
．
（2）如圖（乙）所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為s1，點(diǎn)C、E間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為△EP=
mg（s0+s1）
mg（s0+s1）
，重錘動(dòng)能的增加量為△EK=
m(s1+s2)2f2
32
m(s1+s2)2f2
32
．利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值，則根據(jù)這些條件和數(shù)據(jù)計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式：a=
(s2-s1)f2
4
或
(s1+s2)2f2
32(s0+s1) 
(s2-s1)f2
4
或
(s1+s2)2f2
32(s0+s1) 
．
分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，只有這樣才能明確每步操作的具體含義．
（2）根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量；勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此求出C點(diǎn)的速度，進(jìn)一步可以求出重錘動(dòng)能的增加量；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推理△x=aT2可以求出重錘下落的加速度大小也可以利用機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式求出加速度的大�。�
解答：解：（1）B：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤，操作不當(dāng)．
C：因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、
1
2
mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒(méi)有必要．
故答案為：C，B．
（2）重力勢(shì)能的減小量等于重力做功大小，故有：
△EP=mg（s0+s1）
由題意可知，各個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=
1
f
，勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此可以求出C點(diǎn)的速度大小為：
vC=
(s1+s2)f2
16

所以動(dòng)能的增量為：
△EK=
1
2
m
v
2
C
=
m(s1+s2)2f2
32

重錘下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此由逐差法得：
a=
(s2-s1)
4T2
=
(s2-s1)f2
4

或者從O到C根據(jù)功能關(guān)系有：
ma(s0+s1)=
1
2
m
v
2
C

解得：a=
(s1+s2)2f2
32(s0+s1)

故答案為：mg（s0+s1），
m(s1+s2)2f2
32
，
(s2-s1)f2
4
或
(s1+s2)2f2
32(s0+s1) 
．
點(diǎn)評(píng)：解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私饩唧w操作，同時(shí)加強(qiáng)應(yīng)用物理規(guī)律處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?南京三模）某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．除待測(cè)電池外，提供的器材有：電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)按圖甲所示的電路，將圖乙中的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路．
（2）丙圖是根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出的I-U 圖線，則由圖線可知該電池的電動(dòng)勢(shì)為E1=
1.5
1.5
V，內(nèi)阻為r1=
0.2
0.2
Ω．
（3）我們都有過(guò)這樣的體驗(yàn)：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(shuō)的“電池沒(méi)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(dòng)勢(shì)E1=1.5V、內(nèi)阻r1=0.2Ω；舊電池的電動(dòng)勢(shì)E2=1.5V；內(nèi)阻r2=6.8Ω；小燈泡上標(biāo)有“3V 3W”，
且電阻不隨溫度變化．則手電筒工作時(shí)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(dòng)勢(shì)等于兩電池的電動(dòng)勢(shì)之和）
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，你認(rèn)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(lái)源： 題型：

我們都有過(guò)這樣的體驗(yàn)：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(shuō)的“電池沒(méi)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(xué)為了檢驗(yàn)此人的做法是否合理，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：
（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路
來(lái)分別測(cè)量新舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，并將測(cè)量結(jié)果描繪成乙所示的U-I 圖象，由圖線可知：新電池電動(dòng)勢(shì)E1=
1.5
1.5
V，內(nèi)阻r1=
0.5
0.5
Ω；
舊電池電動(dòng)勢(shì)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(gòu)成閉合電路，試計(jì)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(rèn)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(wú)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(lái)源： 題型：閱讀理解

（2011?重慶一模）（1）某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有如下操作步驟：
A．在鐵架臺(tái)上水平固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將連有重物的紙帶豎直穿過(guò)限位孔用手提住，讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
B．松開(kāi)紙帶，趕緊接通電源，開(kāi)始打點(diǎn)，隨后從重物上取下紙帶；
C．挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶，在紙帶上選取相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)a、b作為驗(yàn)證的兩個(gè)狀態(tài)，測(cè)出這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離就是這兩個(gè)狀態(tài)之間重物下落的高度h；
D．以a作為連續(xù)三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的中間點(diǎn)，測(cè)算出該三點(diǎn)中首尾兩點(diǎn)之間的平均速度就是a點(diǎn)的瞬時(shí)速度va，用同樣的方法，測(cè)出b點(diǎn)的瞬時(shí)速度vb；
E．計(jì)算上述兩個(gè)狀態(tài)之間重物動(dòng)能的增加量
1
2
mvb2-
1
2
mva2，計(jì)算重物重力勢(shì)能的減少量mgh，比較它們的大小是否相等．
該實(shí)驗(yàn)小組在上述實(shí)驗(yàn)步驟中有兩個(gè)錯(cuò)誤的操作，其錯(cuò)誤的步驟和錯(cuò)誤是：
①
步驟A錯(cuò)誤．手應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
步驟A錯(cuò)誤．手應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
；②
步驟B錯(cuò)誤．應(yīng)該先接通電源，再松開(kāi)紙帶
步驟B錯(cuò)誤．應(yīng)該先接通電源，再松開(kāi)紙帶
．
（2）下面是該小組按正確操作時(shí)的情況記錄：已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，從實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶中選取一條點(diǎn)跡清楚且符合要求的紙帶（如圖），若把第一點(diǎn)記作O，另選擇連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量B、C、D點(diǎn)到O點(diǎn)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(diǎn)到打擊C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量為
7.70
7.70
J；動(dòng)能的增加量是
7.03
7.03
J．除了考慮g的取值帶來(lái)的影響以外，你認(rèn)為導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是
重物和紙帶克服阻力做功消耗了機(jī)械能
重物和紙帶克服阻力做功消耗了機(jī)械能
．

（3）某同學(xué)在做《自來(lái)水電阻率的測(cè)定》課題時(shí)，在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極，其間充滿待測(cè)的自來(lái)水，然后用如圖甲所示電路進(jìn)行測(cè)量．
該同學(xué)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(dòng)變阻器（100Ω，1A）、電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)中測(cè)量情況如下：
安裝前他用圖乙（a）的游標(biāo)卡尺測(cè)玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖乙（b）所示．測(cè)得兩電極相距L=0.314m．實(shí)驗(yàn)中測(cè)得包括0在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)如圖丙．
根據(jù)以上材料回答下面的問(wèn)題：
①測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)將圖乙（a）游標(biāo)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知該同學(xué)測(cè)得水柱的電阻R=
1.0×105Ω
1.0×105Ω
Ω（保留兩位有效數(shù)字）；請(qǐng)用水柱電阻R、玻璃管內(nèi)徑d、水柱長(zhǎng)度L表示自來(lái)水的電阻率ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
．
③根據(jù)測(cè)得水柱電阻值可知實(shí)驗(yàn)中電路設(shè)計(jì)的不妥之處是
電流表不應(yīng)該采用外接（或電流表應(yīng)該采用內(nèi)接）
電流表不應(yīng)該采用外接（或電流表應(yīng)該采用內(nèi)接）
，請(qǐng)?jiān)诖鹁淼奶摼�框中畫(huà)出改進(jìn)后的電路圖．（電路圖中用Rx表示自來(lái)水的電阻）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2013?日照一模）（1）某同學(xué)在研究“對(duì)不同物體做相同功情況下，物體質(zhì)量與速度的關(guān)系”時(shí)，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(yàn)證猜想的正確性，該同學(xué)用如圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將長(zhǎng)木板平放在水平桌面上，木塊固定在長(zhǎng)木板一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木塊上，木塊右側(cè)固定一輕彈簧，用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，選取點(diǎn)跡均勻的一部分紙帶，計(jì)算出小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度υ1，測(cè)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(jì)算出小車和砝碼勻速運(yùn)動(dòng)的速度υ2，測(cè)出小車和砝碼的總質(zhì)量m2：再在小車上加砝碼，重復(fù)以上操作，分別測(cè)出υ3、m3…．

①每次實(shí)驗(yàn)中，都將小車壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放，目的是
小車獲得相同的動(dòng)能（彈簧對(duì)小車做功相同）
小車獲得相同的動(dòng)能（彈簧對(duì)小車做功相同）
；若要消除每次實(shí)驗(yàn)中小車和紙帶受到的阻力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是
墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)（平衡摩擦力）
墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)（平衡摩擦力）
．
②某次實(shí)驗(yàn)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(gè)猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
；若對(duì)某個(gè)猜想進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作圖，畫(huà)出了如圖2所示的圖象，則圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)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(shí)海水倒灌，出現(xiàn)“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來(lái)水中的離子濃度增高，電阻率變小，水質(zhì)受到影響．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn)．在一根均勻長(zhǎng)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(cè)的河水．安裝前用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，測(cè)量結(jié)果如圖4所示．
為測(cè)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(dòng)變阻器甲：最大值為10Ω，額定電流足夠大
滑動(dòng)變阻器乙：最大值為1kΩ，額定電流足夠大
電源E1：電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻6Ω
電源E2：電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻2Ω
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．
該同學(xué)選用以上部分器材測(cè)出了9組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)系中標(biāo)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dòng)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(huà)出該實(shí)驗(yàn)的原理圖．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

我們都有這樣的體驗(yàn)：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(shuō)的“電池沒(méi)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(xué)為了檢驗(yàn)此人的做法是否合理，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：

(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)分別測(cè)量新舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，并將測(cè)量結(jié)果描繪成如圖乙所示的U-I圖象，由圖象可知：新電池電動(dòng)勢(shì)E1=___________V，內(nèi)阻r1=___________Ω,舊電池電動(dòng)勢(shì)E2=___________V，內(nèi)阻r2=___________Ω.

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

(3)計(jì)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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