时间:2018-10-13 01:47:21
1、简答题 （1）某研究性学习小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律．图中悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在水平地面上放上白纸，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．用重垂线确定出A、B点在白纸上的投影点N、M．用米尺量出AN的高度H、BM的高度h，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，小球的质量为m．
①用题中所给的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△EP=______，动能的增加量△Ek=______；
②要想验证小球从A到B的过程中机械能守恒，只需验证关系式______成立即可．
（2）①在“测金属电阻率”实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径的读数如图2所示，则直径d=______mm．
②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω．
在用伏安法测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关外，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（填代号）并将设计好的测量电路原理图画在虚框内（图3）．
电流表?A1（量程40mA，内阻约0.5Ω）
电流表A2（量程10mA，内阻约0.6Ω）
电压表V1?（量程6V，内阻约30kΩ）
电压表V2（量程1.2V，内阻约的20kΩ）
滑动变阻器R1（范围0-10Ω）
滑动变阻器R2（范围0-2kΩ）
参考答案：
（1）重力势能的减小量等于重力做功：△Ep=mgh=mg（H-h）
动能增量为：．△EK=12mv2B=mgx24h2
从A到B过程中，重力势能的减小量与动能的增加量，均有重力大小．故可以消去．
因此只要验证H-h=x24h，即可确定守恒．
（2）由于可动刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的读数为：0.5mm，可动刻度读数为0.01×40.0mm=0.400mm，所以最终读数为：0.5mm+0.4000mm=0.900mm．
由于估读情况不同，为减小读数误差，根据电源电动势1.5V，而待测电阻阻值为25Ω，因此选量程为40mA电流表，故选电流表A1；对于电压来说，量程为1.2V，虽然低于1.5V，但相对于6V来讲准确．故选：电压表V2，滑动变阻器的特点是：电阻大的调节精度低，电阻变化快，操作不方便，故选小电阻的，即选R1；
伏安法测电阻时，测量较大电阻用安培表内接法，测量较小电阻用安培表外接法，本题待测电阻与安培表电阻相接近，故采用安培表外接法，电路图如图所示；
故答案为：（1）①mg（H-h），mgx24h
②H-h=x24h
（2）①0.900
②Al，V2，R1，测量电路原理图如图．
本题解析：
本题难度：一般
2、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
3、简答题 （1）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.7cm．
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______cm，应记作______cm．
②若落体质量为0.1Kg，该同学用它在OB段的运动来验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，则该过程落体重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J．（均保留3位有效数字）
（2）某待测电阻Rx的阻值大约在130Ω～150Ω之间，实验室有如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A、内阻r1约为0.2Ω）
B．电流表A2（量程150mA、内阻r2约为3Ω）
C．电流表A3（量程30mA、内阻r3为10Ω）
D．电压表V（量程15V、内阻RV约为20KΩ）
E．定值电阻R0=30Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
G．电源E（电动势5V、内阻较小）
H．开关S、导线若干
①要尽量准确测量RX的阻值，在上述器材中，应选用的是______．（填器材前序号的字母）
②测量中要求所用电表的读数不得小于量程的一半，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路．（图中元件用题干中相应的字母标注）
③用已知量和测得的量表示Rx=______，说明式中各字母表示的物理量：______．
参考答案：①毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15.7，应记作15.70cm．
故答案为：15.7，15.70．
②重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242?J=0.122J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=sAC2T=1.55m/s
EkB=12mv2B=0.120J
故答案为：0.122，0.120．
（2）①根据所给提电源可以估算回路中的电流大于150mA，因此选择电流表A1，由于所提供的电压表量程太大，导致测量不正确，因此需要用已知内阻的电流表和定值电阻进行改装，故选择电流A3、定值电阻R0、另外需要滑动变阻器、电源、开关、导线等．
故答案为：ACEFGH．?
②（1）该题中由于滑动变阻器的电阻小于待测电阻同时要求多测数据，因此选用分压接法，在测量电阻两端的电压和流过的电流时，可以采用下面两种方法：
法1：滑动变阻器分压接法．R0与A3串联后与Rx并联，A1测总电流，具体电路图如图一所示；
法2：滑动变阻器分压接法．Rx与A3串联后与R0并联，A1测总电流，具体电路图如图二所示．
r
③若用图一，则电阻Rx两端的电压为U=I3（R0+r3），流过的电流为：I=I1-I3
故待测电阻为：Rx=UI=I3(R0+r3)I1-I3
若用图一，则待测电阻Rx和电流表A3两端的电压为U=（I1-I3）R0，流过的电流为：I=I3
所以有：Rx+r=UI=(I1-I3)R0I3
所以Rx=(I1-I3)R0I3-r
故答案为：I3(R0+r3)I1-I3（或(I1-I3)R0I3-r），I1为A1的示数，I3为A3的示数，R0为定值电阻，r3为A3的内阻．
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用的电源的频率为50Hz，当地的重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重锤的质量为1.00kg．
（1）甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出了三条纸带，量出各纸带上第1、2点间的距离分别为0.15cm、0.19cm、0.25cm，则可以肯定______?（选填甲、乙或丙）同学在操作上有错误．
（2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得某处开始连续三点A、B、C到第一个点O的距离分别为15.55cm、19.20cm和23.23cm，则当打下点B时，重锤的重力势能减小量为______?J，重锤的动能为______?J（均保留三位有效数字）．
参考答案：（1）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度：h=12gt2≈2mm，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm．
量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出丙同学在操作上误差较大，存在着错误．
故答案为：丙．
（2）当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：△EP=mgh=1.0×9.8×0.1920 J=1.88 J．
利用匀变速直线运动的推论，B点的速度为：
vB=xAC2T=(0.2323-0.1555)m2×0.02s=1.92m/s
根据动能的定义式得出：
EkB=12mv2B=1.84J
故答案为：1.88，1.84．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是
[? ]
A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
B．将连有重锤的纸带过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般