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1、实验题增分练实验题增分练(四四) 1 为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的， 某同学利用 为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的， 某同学利用 DIS 设计了一个实验， 实验装置如图甲所示，图中 设计了一个实验， 实验装置如图甲所示，图中 A 为电磁铁，为电磁铁，B 为光电门。有一直径为为光电门。有一直径为 d、质量为、质量为 m 的金属小 球通过电磁铁从 的金属小 球通过电磁铁从 A 处由静止释放，下落过程中能通过处由静止释放，下落过程中能通过 A 处正下方、固定于处正下方、固定于 B 处的光电门， 测得 处的光电门， 测得 A、B 间的距离为间的距离为 H，光电计时器记录下小球通
2、过光电门的时间为，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 ，当地的重力加速 度为 g，且小球直径，且小球直径 d 远小于远小于 A、B 间的距离间的距离 H。则：。则： (1)小球经过光电门小球经过光电门 B 时的速度时的速度 vB_。 (2)多次改变高度多次改变高度 H，重复上述实验，作出，重复上述实验，作出 H 的变化图像如图乙所示，当图线斜率的变化图像如图乙所示，当图线斜率 k 1 t2 _时时(用已知量用已知量 g、d 表示表示)，可判断小球下落过程中机械能守恒。，可判断小球下落过程中机械能守恒。 (3)实验中发现动能增加量实验中发现动能增加量 Ek总是稍小于
3、重力势能减少量总是稍小于重力势能减少量 Ep，增加下落高度后，增加下落高度后，Ep Ek将将_(选填“增加”“减小”或“不变”选填“增加”“减小”或“不变”)。 解析：解析：(1)已知经过光电门时的时间和小球的直径，则可以用平均速度表示经过光电门 时的速度，故 已知经过光电门时的时间和小球的直径，则可以用平均速度表示经过光电门 时的速度，故 vB 。 。 d t (2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒， 则有：则有：mgH mvB2； 1 2 即即 2gH 2 ( ( d t) ) 解得： 解得： H 1 t2 2g d
4、2 结合图像，则有：结合图像，则有：k。 2g d2 (3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，Ep Ek将增加。将增加。 答案：答案：(1) (2) (3)增加增加 d t 2g d2 2根据所学知识回答下列问题：根据所学知识回答下列问题： (1)某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为 9 V 的电压表的电压表 A量程为量程为 1 V、内阻大约为、内阻大约为 1 k 的电压表的电压表 V1 B量程为量程为 2 V、内阻大约为、内阻大约为 2 k
5、 的电压表的电压表 V2 C量程为量程为 3 V、内阻为、内阻为 3 k 的电压表的电压表 V3 那么他选择的电压表应该是那么他选择的电压表应该是_(填填 A、B 或或 C)，将它串联一个，将它串联一个 R_k 的电阻就可以改装成量程为的电阻就可以改装成量程为 9 V 的电压表。的电压表。 (2)利用一个电阻箱、 一只开关、 若干导线和改装好的电压表利用一个电阻箱、 一只开关、 若干导线和改装好的电压表(此表用符号此表用符号 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，来测量一电源的电动势及内阻，在下面线 框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。
6、，来测量一电源的电动势及内阻，在下面线 框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。 (3)根据以上实验原理电路图进行实验， 读出电压表示数为根据以上实验原理电路图进行实验， 读出电压表示数为1.50 V时， 电阻箱的阻值为时， 电阻箱的阻值为15. 0 ； 电压表示数为； 电压表示数为 2.00 V 时，电阻箱的阻值为时，电阻箱的阻值为 40.0 ，则电源的电动势，则电源的电动势 E_V，内 阻 ，内 阻 r_。 解析：解析：(1)V1、V2的内阻不确定而量程又不合适，故应选择量程为的内阻不确定而量程又不合适，故应选择量程为 3 V 的电压表的电压表 C 进行 改装，串联电阻可列式为，得
7、进行 改装，串联电阻可列式为，得 R6 k。 9 3 R 3 RV (2)本实验的原理为 ：本实验的原理为 ： UEIr， 利用变阻箱和电压表可获取电流， 利用变阻箱和电压表可获取电流 I， 故电路如图示结构。 ， 故电路如图示结构。 (3)设设 U0为改装电压表的示数，为改装电压表的示数，E 为电源电动势，则电阻箱两端电 压为 为电源电动势，则电阻箱两端电 压为 3U0，把两组实验数据分别代入，把两组实验数据分别代入 3U0Er 3U0 R 有有 31.5 VEr 和和 32 VEr，联立得：，联立得：E7.5 V，r10 。 3 1.5 15 3 2 40 答案：答案：(1)C 6 (2)见解析图 见解析图 (3)7.5 10