时间:2018-10-13 00:35:44
1、简答题 如图是某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知打点计时器的打点周期为T，自由下落的重锤质量为m，重力加速度为g，请完成以下问题：
（1）打点计时器打下点C时，物体的速度vc=______．
（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=______，此过程中物体动能的增加量△EK=______．
参考答案：（1）由匀变速直线运动的推论vn=xn+xn+12T得：
vC=S1+S24T
（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=mg（S0+S1）
动能的增加量△EK=12mvC2=m(S1+S1)232T2
故答案为：（1）S1+S24T；（2）mg（S0+S1）；m(S1+S1)232T2．
本题解析：
本题难度：简单
2、简答题 某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．
（1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为d=______cm；
（2）小球通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．
（3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较______是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（4）为减小实验误差，可采取的方法是______．
A．增大两挡光片宽度dB．减小两挡光片宽度d
C．增大两挡光片间距hD．减小两挡光片间距h．
参考答案：（1）主尺读数为1.0cm，游标读数为0.05×4=0.20mm，所以最终读数为10.20mm=1.020cm．
（2）要验证机械能守恒，即判断重力势能的减小量与 动能的增加量是否相等，重力势能的减小量为mgh，
动能的增加量为：12 mvB2-12mvA2，而速度vB=dt2，vA=dt1，
即可比较（dt2）2-（dt1）2=2gh是否相等，从而可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的．
（3）为减小实验误差，结合上式，可得：可以减小挡光片宽度，也可以增大两挡光片间距，故BC正确；
故答案为：（1）d=1.020；（3）（dt2）2-（dt1）2=2gh；（4）BC．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 （1）某同学用如图1所示电路来测定电池的电动势和内阻．
①实验开始时，滑片P应位于______?端．（填A或B）
②该同学测得如下表的五组数据．根据数据在答题卷相应图2中作出U-I图线，从图象可得电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（结果均保留二位小数）．
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 U/V 1.37 1.32 1.24 1.10 1.05 I/A 0.12 0.20 0.31 0.50 0.57 |
| 1 2 |
参考答案：
（1）①由电路图可知，实验开始时，滑片P应位于A端．
②应用描点法作图，作出电源的U-I图象如图所示；
由电源的U-I图象可知，电源电动势E=1.45V，
电源内阻r=△U△I=1.45-1.00.65≈0.69Ω；
（2）①打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：
△EP=mghB=1.00×9.8×0.1860≈1.82J；
计数点间的时间间隔t=0.02×2=0.04s，打下B点时的速度vB=AC2t=0.2721m-0.1241m2×0.04s=1.85m/s，
重物的动能比开始下落时增加了△EK=12mvB2=12×1.00×1.852≈1.71J；
由于重物在下落过程中纸带通过打点计时器受摩擦阻力、重物受到空气阻力等阻力作用，
物体的机械能有损失，使物体动能的增加量小于物体重力势能的减少量．
②实验时如果先释放重物，再接通打点计时器电源，则在打点计时器打第一个点时，重物已经有一定的速度，在应用图象法处理实验数据时，在所作出的以12v2-h图象不过原点，在纵轴上有截距．
故答案为：（1）①A②图象如图所示；1.45；0.69；（2）①1.82；1.71；重物在下落过程中受到阻力作用；
②打下第一个点时重物已经有速度．
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 “用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。
（1）实验时，先把光电门传感器放在标尺盘最低端的D点，并将此作为______________点；
（2）若某位同学在实验时，将摆锤由A、B之间的某一位置静止释放，则测出摆锤在D点的速度可能值为______________。
A. 1.78m/s
B. 1.74m/s
C. 1.70m/s
D. 1.66 m/s
参考答案：（1）零势能
（2）CD
本题解析：
本题难度：一般
5、实验题 在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）备有如下器材：A．打点计时器；B．直流电源；C．交流电源；D．纸带；E．带夹子的重物；F．秒表；G．刻度尺；H．天平；I．导线；J．铁架台；K．游标卡尺；L．螺旋测微器.其中该实验不需要的器材是__? __? （填字母代号）
（2）在实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m／s2，实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带。甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.38cm，0.19cm和0.18cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误，错误操作的同学是__? ? ___。其错误的操作可能是___? 。
参考答案：（1）B、F、H、K、L
（2）甲，先释放纸带再接通电源
本题解析：
本题难度：一般