时间:2017-07-10 22:31:10
1、实验题 用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
(1)运用公式
对实验条件的要求是__________，打点时间间隔为0.02 s，所选择的纸带第1、2两点间的距离应小于__________。
(2)若实验中所用重锤的质量m=1 kg。打点纸带如图甲所示，则记录B点时，重锤速度vB=__________，重锤动能Ek=__________，从开始下落至到达B点时重锤的重力势能减少量是__________，由此可得出的结论是__________（取g=9.8 m/s2）。
(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以
为纵轴、以h为横轴画出的图象应是__________。
参考答案：(1)物体从静止开始自由下落；2 mm
(2)0.79 m/s；0.31 J；0.32 J；在误差允许的范围内机械能守恒
(3)C
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知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．测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图所示．经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．
根据以上数据，计算出打B点时重物的瞬时速度vB=______m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了______J（保留3位有效数字），动能增加了______J（保留3位有效数字）．根据所测量的数据，还可以求出物体实际下落的加速度为______m/s2，则物体在下落的过程中所受到的阻力为______N．
参考答案：根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度大小，
有B点时重物的瞬时速度为vB=xACtAC=130.5-50.52×0.02×5cm/s=4m/s
重力势能的减小量等于其重力做功大小，因此有：
△Ep=mghoB═1×9.8×86.0×10-2J=8.43J
根据动能表达式，则有动能的增加：△EK=12mv2B=12×1×42J=8J
设x1=86-50.5=35.5cm，x2=130.50cm-86cm=44.5cm
根据△h=gT2
将△h=（44.5-35.5）=9cm，T=0.1s，带入解得：g=9.00m/s2．
根据牛顿第二定律，则有mg-F=ma，得F=mg-ma=1×（9.8-9.0）N=0.8N
故答案为：4；8.43；8.00；9.00；0.8
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 Ⅰ、根据有关实验，回答问题：
（1）如图（甲）中螺旋测微器读数为______mm
（2）探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图（乙）所示．把带有滑轮的长木板左端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带打出一行小点，如果______，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡．
（3）某同学在做验证机械能守恒定律的实验中，使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了C点到A点、和E点到C点的距离，如图（丙）所示．则纸带上C点的速度vC=______m/s，重物的加速度为______m/s2．（结果保留两位有效数字）
Ⅱ、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻，提供的器材如图所示
（1）用实线代表导线把图（甲）所示的实物连接成测量电路．（两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连接好）
（2）图（乙）中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，按照这些实验值作出U-I图线，由此图线求得的电源电动势E=______v，内电阻r=______Ω．（结果保留小数点后两位数字）
参考答案：Ⅰ、（1）固定刻度读数为：10mm；
半刻度读数为：0；
可动刻度读数是：0.01mm×24.5=0.245mm；
故螺旋测微器读数为10.245mm（10.243-10.246mm均可）?
（2）小车要做匀速直线运动；
故答案为：点迹分布均匀；
（3）匀变速直线运动中，某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故vC=AC+CE2T=0.1920m+0.5760m2×0.2s≈1.9m/s
根据公式△x=aT2，得到a=△xT2=0.5760m-0.1920m(0.2s)2=9.6m/s2
故答案为：1.9，9.6；
Ⅱ、（1）测量电路如图甲所示
（2）按照实验值作出的U-I图线如图乙所示；
由乙图，电源电动势等于纵轴截距，等于2.97V；
由乙图，电源内电阻等于图线的斜率的绝对值，即r=.
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．
（1）（单选）选出下列必要的实验测量步骤：______
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
（2）若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足______关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的．
（3）该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是（请写出一种）：______．
参考答案：（1）A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，故B正确；
C、测出AB之间的距离h，不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故C错误；
D、根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间△t，故D错误．
故选B．
（1）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：v1=dt1，v2=dt2．
根据机械能守恒有：mgh=12mv22-12mv21，即(dt2)2-(dt1)2=2gh．
故答案为：(dt2)2-(dt1)2=2gh．
（3）本实验的误差有数据测量导致的，还有就是在该实验中用平均速度代替瞬时速度，因此若物体挡光的宽度d太大，将导致瞬时速度的测量不准确，当然还有其他因素导致的误差等．
古答案为：物体挡光的宽度d不能太大或h的测量不准（其它说法正确也可）
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图3给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图3所示．已知交流电频率f=50Hz，m1=50g、m2=150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
（1）在打点0～5过程中系统动能的增量△EK=______J，系统势能的减少量△EP=______J，
（2）若某同学作出
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参考答案：（1）利用匀变速直线运动的推论
v5=x46t46=0.2160+0.26400.2m/s=2.4m/s．
系统动能的增量△EK=Ek5-0=12(m1+m2)v52=0.58J．
系统重力势能减小量△Ep=（m2-m1）gh=0.1×10×0.6000m J=0.60J．
（2）根据系统机械能守恒定律得，(m2-m1)gh=12(m1+m2)v2，解得v22=m2-m1m1+m2gh知图线的斜率k=m2-m1m1+m2g=5.812．解得g=9.7m/s2．
故答案为：（1）0.58，0.60；（2 ）9.7．
本题解析：
本题难度：一般