时间:2017-07-10 22:31:10
1、简答题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，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，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图1所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）．按要求将下列问题补充完整．
（1）纸带的______（左、右）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J；（计算结果保留两位有效数字）
（4）实验的结论是______．
（5）下面列举了该实验的几个操作步骤（示意图如图2）：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是
否等于增加的动能．
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并改正不恰当的步骤：
没有必要进行的步骤是：______
操作不恰当的步骤是______，改正为______
操作不恰当的步骤是______，改正为______．
参考答案：（1）物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．
（2）利用匀变速直线运动的推论
vB=xAC2T=0.0706-0.03140.04=0.98m/s
（3）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
EkB=12mvB2=0.48J
（4）在实验误差范围内，重物的重力势能的减少量等于动能的增加量，所以在实验误差范围内，机械能守恒．
（5）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．
D：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故答案为：（1）左；（2）0.98；（3）0.49；0.48；（4）在实验误差范围内，机械能守恒；（5）C；B，应接在电源的交流输出端；D，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带．
本题解析：
本题难度：一般
2、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。
（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________。在横线上填入选项前的编号）
①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度。
（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能大。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是________。（横线上填入选项前的编号）
参考答案：（1）①②或①③
（2）①③
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，质量m为1.0kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm．g取9.8m/s2．
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；
（2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量△EK=______J，重力势能减少量△EP=______J．（结果保留两位有效数字）
（3）实验的结论是______．
参考答案：（1）物体通过B点的速度vB=xAC2T=(7.06-3.14)×10-20.04m/s=0.98m/s．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量△EK=12mvB2=12×1×9．82=0.48J；
重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501=0.49J．
（3）在误差允许的范围内，重力势能的减小量与动能的增加量相等，知物体在下落过程中机械能守恒．
故答案为：（1）0.98
（2）0.48，0.49
（3）在误差允许的范围内，物体在下落过程中机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3．请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为______（已知当地的重力加速度为g=9.791m/s2）
A.61.0mm 65.8mm 70.7mm
B.41.2mm 45.1mm 53.0mm
C.49.6mm 53.5mm 57.3mm
D.60.5mm 61.0mm?61.6mm．
参考答案：纸带中打出的点符合相临相等的条件，则可知相临两位移间应保证位移之差等于gt2=9.791×（0.02）2≈3.9mm；
A中位移之差分别为4.8mm，4.9mm；
B中位移之差为3.9mm，7.9mm；
C中位移之差为3.9mm，3.8mm；
D中位移之差为0.5mm，0.6mm；
故符合条件的为C；
故选C．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示．
（1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为______；测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为______；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g）
（2）具体操作步骤如下：
A．用天平测定小铁块的质量m；
B．用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d；
C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h（h＞＞d）；
D．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端；
E．断开电源，让小铁块自由下落；
F．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t，计算出相应速度v；
G．改变光电门的位置，重复C、D、E、F等步骤，得到七组（hi，vi2）数据；
H．将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图乙所示直线．
上述操作中有一步骤可以省略，你认为是______（填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v=______．
（3）若v2-h图线满足条件______，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．
参考答案：（1）重力势能减小量△Ep=mgh
由于静止释放重物
所以小铁块动能增加量为12mv2．
（2）因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故A没有必要
因为光电门的宽度d很小，所以物块经过光电门的速度可以表示为dt．
（3）利用v2-h图线处理数据，如果mgh=12mv2那么v2-h图线的斜率就等于2g．
所以若v2-h图线满足条件计算出直线斜率的值与2g的比较，在误差允许的范围内二者相等，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．
故答案为：（1）mgh，12mv2．
（2）A，dt
（3）计算出直线斜率的值与2g的比较，在误差允许的范围内二者相等
本题解析：
本题难度：一般