时间:2019-06-23 21:54:38
1、简答题 根据“验证机械能守恒定律”实验，回答以下问题：
（1）有下列器材可供选择：
A．铁架台B．电火花打点计时器C．墨粉纸盘D．纸带E．交流电源
F．天平G．秒表H．导线
上述器材不需要的是______（只填字母代号），缺少的器材是______．
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用220V，50HZ打点计时器打出一条无漏点的纸带，如图，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，已知重锤质量为1kg，重力加速度取9.8m/s2．（计算结果保留3位有效数字）
①打点计时器打出B点时，重锤的动能EkB=______J．
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为△EP=______J．
参考答案：（1）在该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．
（2）在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：vB=xAC4T
△EK=12mv2B=12×1×(0.1244-0.03144×0.02)2=0.676J
重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0705J=0.691J．
故答案为：（1）F、G；重锤、刻度尺；（2）0.676；0.691．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如下图的实验装置．
（1）某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s，通过光电门时的速度v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量
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参考答案：（2）②刻度尺测量误差较大，用螺旋测微器测量的读数单位若为mm，小数点后面应有三位，精确到千分之一，根据小球的直径为10.0mm，知是用游标卡尺测量的．
③要求出重力做功的大小，需测量出电磁铁下端到光电门的距离．
⑦小球的速度v=dt=10×10-32.5×10-3m/s=4.0m/s，则小球动能的变化量△Ek=12mv2=12×0.5×16=4.00J．
（3）重力做功为4.02J，小球动能变化量为4.00J，在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等．
故答案为：（2）②游标卡尺，③光电门，④吸在电磁铁下端?⑦4.00?（3）在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等
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、实验题 如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。
参考答案：(1)①②或①③
(2)①③
(3)例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”“选取受力后相对伸长量尽量小的绳”“尽量减小滑轮的质量”“对滑轮转动轴进行润滑”“选择质量相对较大的物块A，B”等
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，采用重物自由下落的方法．若实验中?所用重物，质量m=1kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，量得纸带上打出的连续A、B、C到第一个点O点的距离如图所示，分别为3.13cm、4.94cm、7.01cm．那么
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度=______m/s；
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是______?J，此过程中物体动能的增加量=______?J；
（3）通过计算，数值上重力势能的减少量______动能的增加量（填“＞”、“=”或“＜”），这是因为______（所有计算结果均保留两位有效数字）．
参考答案：（1）利用匀变速直线运动的推论
vB=xAC2t=0.0701-0.03130.04=0.97m/s
（2）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0494 J=0.48J．
EkB=12mvB2=0.47J
（3）由（2）可知，重力势能的减少量＞动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：0.97；?0.48；?0.47；＞；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力
本题解析：
本题难度：一般