时间:2017-07-31 08:37:36
1、填空题 在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用的电源的频率为50Hz，当地的重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重锤的质量为1.00kg．
（1）甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出了三条纸带，量出各纸带上第1、2点间的距离分别为0.15cm、0.19cm、0.25cm，则可以肯定______?（选填甲、乙或丙）同学在操作上有错误．
（2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得某处开始连续三点A、B、C到第一个点O的距离分别为15.55cm、19.20cm和23.23cm，则当打下点B时，重锤的重力势能减小量为______?J，重锤的动能为______?J（均保留三位有效数字）．
参考答案：（1）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度：h=12gt2≈2mm，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm．
量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出丙同学在操作上误差较大，存在着错误．
故答案为：丙．
（2）当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：△EP=mgh=1.0×9.8×0.1920 J=1.88 J．
利用匀变速直线运动的推论，B点的速度为：
vB=xAC2T=(0.2323-0.1555)m2×0.02s=1.92m/s
根据动能的定义式得出：
EkB=12mv2B=1.84J
故答案为：1.88，1.84．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 在用落体法探究“动能与重力势能的转化和守恒”的实验中：
（1）实验器材除了铁架台、电源、纸带、刻度尺、重物及夹子外，还需要有______（填选项前的字母）
A．秒表 B．天平 C．打点计时器D．弹簧秤
（2）重物拖着纸带从高处自由下落，挑选一条点迹清晰的纸带进行测量和计算，就可探究动能与重力势能的转化和守恒．实验中发现重物重力势能的减少量总是大于动能的增加量，其原因主要是______．
参考答案：（1）本实验要测量物体下落的速度，才能知道动能，故需要打点计时器测量速度，秒表、天平、弹簧秤都不需要．
故C正确、ABD错误．
故选：C．
（2）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤A中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，导致摩擦力太大，应该是导致误差太大的主要原因．
故答案为：（1）C；（2）实验过程中存在摩擦阻力．
本题解析：
本题难度：一般
3、实验题 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？ ___________________________________________________。
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为____________m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、____________和____________（文字说明并用相应的字母表示）。 
（3）本实验通过比较____________和____________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。
参考答案：（1）接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）
（2）0.52，0.43，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M
（3）mgs，
本题解析：
本题难度：一般
4、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
5、简答题 利用如右图所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，除了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要下列器材中的______（填字母代号）
A．直流电源
B．交流电源
C．游标卡尺
D．毫米刻度尺
E．天平及砝码
F．秒表．
参考答案：要验证钩码动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系mgh=12mv22-12mv12．质量可以约去，所以不需要天平，要测量下落的高度和瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺．用打点计时器需要交流电源．故选BD．
故答案为：BD．
本题解析：
本题难度：一般