时间:2019-12-13 02:21:10
1、实验题 图15为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．
(填入正确项前的字母)
A．米尺
B．秒表图15
C．0～12 V的直流电源
D．0～12 V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有(写出两个原因)
__________________________________________．
参考答案：(1)AD (2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差．
本题解析：(1)A本实验中要测量高度h，所以需要米尺，打点计时器需要低压交流电源，所以需要D（2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差
本题难度：一般
2、填空题 如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．
【小题1】图(b)为实验得到的纸带, 图中所示S1、S2、S3、S4、S5、S6已测出，已知交流电的频率为f，则求小车加速度的表达式为 ；
【小题2】保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是 ；
【小题3】保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，某同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是 ；
【小题4】若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ. 实验中认为细绳对滑块拉力F等于砂和砂桶总重力，则要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有 ；实验测得的动摩擦因数μ比真实值 （填“偏大”或“偏小”）.
参考答案：
【小题1】略
【小题2】图略（2分） a＝1/(2m)
【小题3】实验前未平衡摩擦力
【小题4】砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度；（2分） 偏大
本题解析：【小题1】从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量△x，根据△x=aT2得，
a=
【小题2】以a-1/m为纵横坐标描点，画出一条平滑的曲线
【小题3】图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
【小题4】根据牛顿第二定律有mg -μMgcosθ=Ma，可知只要求出砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度即可，
因为
，其中只有绳子拉力看成等于钩码的重力时，数值大于真实值，所以测量结果偏大。
本题难度：一般
3、实验题 在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小 球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，g取10m/s2，则：
（1）平抛的初速度为 m/s。
（2）小球抛出点的位置坐标是（ cm ， cm）。
参考答案：(1)1 （3分） (2)-10；-5 （3分）
本题解析：本题考查的是平抛运动的实验相关计算问题。设水平速度
，间隔的相等时间为t,
;
，解得
；设抛出点坐标（x，y）则
；
；可计算出
；
本题难度：一般
4、实验题 在验证“机械能守恒”实验中，一同学进行如下操作：
①将打点计时器水平地固定在铁架台上
②将长约0.5 m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器.用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方
③先松开纸带，后接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点
④换几条纸带，重做上面的实验
⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2 mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点的位置，依次再取四个计数点A、B、C、D.求出相应位置对应的速度及其下落的高度
⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
⑦根据以上测得数据计算相应的
v2和gh的值.验证机械能守恒定律
（1）以上操作有错误的是 ；
（2）实验中选出一条纸带如图所示.其中O点为起始点，A、B、C、D为四个计数点，打点计时器所选用电源是频率为50 Hz的交流电，用最小刻度为1 mm的刻度尺，测得OA="11.13" cm，OB="17.69" cm，OC="25.90" cm.,在计数点A和B之间，B和C之间各还有一个点，重锤的质量为m="1.5" kg，根据以上数据，当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 ，这时它的动能是 ；（保留三位有效数字，g取9.8 m/s2）
（3）实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量，其主要原因是
。
参考答案：（1）①③ （2）2.60 J 2.54 J （3）实验中存在阻力，如：空气阻力，振针与纸带间阻力.
本题解析：（1）验证“机械能守恒”实验中，将打点计时器竖直地固定在铁架台上；先接通电源，后松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点，所以1、3错误
（2）减少的重力势能为
，而增加的动能为
（3）在这过程中实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量，其主要原因是实验中存在阻力等。
考点：验证“机械能守恒定律”
点评：本题全面考察了验证机械能守恒定律实验过程中实验细节，包括数据处理等。
本题难度：一般
5、实验题 某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l，作出F—l变化的图线如图乙所示。
【小题1】由此图线可得出的结论是 ；
【小题2】弹簧的劲度系数为 N/m，弹簧的原长l0= m；
【小题3】该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，
优点在于： ；
缺点在于： 。
参考答案：
【小题1】在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比。
【小题2】100 0.15
【小题3】避免弹簧自身所受重力对实验的影响。
弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。
本题解析：设弹簧原长为L0，由图可知，弹簧伸长量可表示为h+l-l0，由胡克定律可得F=k(h+l-l0),
F—l图线斜率表示弹簧的劲度系数，k=100N/m。F—l图线在纵轴截距表示l=0时F=10N，代入F=k(h+l-L0),解得弹簧的原长l0=0.15m。
本题难度：一般