时间:2019-06-28 05:18:20
1、实验题
在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1kg的重锤自由下落，打出的纸带如图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，g取9.8m/s2。求：?
（1）打点计时器打下记数点B时，物体的速度VB＝? m/s(保留两位有效数字)；
（2）某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量△Ek＝0.47J，重力势能减小量△Ep＝0.48J，经过多次实验均发现△Ek略小于△Ep，试分析或解释形成这个现象的原因：______________________。
参考答案：（1）0.97?
（2）由于阻力做功，重锤的机械能略减少（类似答案酌情给分）
本题解析：
本题难度：一般
2、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
3、简答题 在验证机械能守恒定律的实验中：
（1）所用的是电源应为______?（填“交流”或“直流”）电源．操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是______
（2）本实验误差的主要来源有______（试举出两条）．
参考答案：（1）打点计时器是使用交流电源的仪器，操作步骤中应是先接通电源后释放纸带；
（2）本实验误差的主要来源是重物下落过程中受到空气阻力，长度测量产生误差
故答案为（1）交流，先接通电源后释放纸带
? （2）重物下落过程中受到空气阻力，长度测量产生误差
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图13（a）所示，某小组同学在一次实验中，选择以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图13（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E．请回答下列问题：
（1）图（a）所示的实验装置中，光电门传感器的用途是______．
（2）图（b）的图象中，表示小球的重力势能Ep随小球距离D点的高度h变化关系的图线是______（选填“甲、乙或丙”）．
（3）根据图13（b）所示的实验图象，可以得出的结论是______．
参考答案：（1）实验中光电门传感器的用途是测速度．
（2）小球距离D点的高度越大，重力势能越大，表示小球的重力势能Ep随小球距离D点的高度h变化关系的图线是乙图线．
（3）在实验中可以看出，机械能不随h的变化而变化，得出的结论是在在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
故答案为：（1）测速度?（2）乙?（3）在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图1，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量）
| △ti （10-3s） | vi=
（m?s-1） | △Eki=
| △hi （m） | Mg△hi 1 1.21 3.13 2 1.15 3.31 0.58M 0.06 0.58M 3 1.00 3.80 2.24M 0.23 2.25M 4 0.95 4.00 3.10M 0.32 3.14M 5 0.90 0.41 |
| d △ti |
参考答案：（1）根据平均速度的定义v=△x△t可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用vi=d△ti求出．
（2）根据题意可知：
V5═△x△t=4.22m/s
根据：，△Ek5=12Mv52-12Mv12，
将v=4.22m/s带入解得：△Ek5=4.00M? J
Mg△h5=4.02M．
（3）根据表中数据可知物体动能的增加量和重力势能的减小量基本相等，因此在误差范围内，可以得出物体机械能守恒的结论．
（4）根据实验可知：重力势能的减少量等于动能的增加量，即有：△Ek=mg△h成立，故△Ek-△h图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确．
故答案为：（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
（2）4.22；?4.00M；?4.02M
（3）在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增量
（4）C
本题解析：
本题难度：一般