时间:2017-08-07 15:46:50
1、简答题 实验题
（1）如图1所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为速度传感器，它能将滑块A滑到导轨最低点时的速度实时传送到计算机上，整个装置置于高度可调节的斜面上，设斜面高度为h．启动气源，滑块4自导轨顶端由静止释放，将斜面的高度、滑块通过传感器C时的对应速度记人表中．（g取9.8m/s2）
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 传感器示数v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.43 v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 11.76 |
参考答案：（1）①要由此装置验证机械能守恒定律，所需的器材有速度传感器A．毫米刻度尺用来测量斜面高度h．故选A．
②根据表中数据，v2与h成正比，因此做v2-h图象，能直观反映滑块经传感器时的速度与斜面髙度的关系．
③v2-h图象是过原点的一条直线，所以图线过原点且斜率k=2g，理论上v2=2gh，所以机械能守恒．
（2）①电压表可以通过电流表的改装完成，根据改装原理：定值电流表A2应与电阻箱串联．
②由于滑动变阻器总阻值与待测电阻相比较小，故选用滑动变阻器分压式接法；改装后的电压表电阻大于1000Ω，由Rx＜
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m1和m2．系统由静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t．改变挡光片到光电门的距离h，重复实验，采集多组数据（A未碰到滑轮）．
（1）若某次记录的挡光时间为△t1则挡光片到达光电门处时B的速度大小为______．
（2）该同学设想：若根据采集到的数据能得到图乙所示的直线，就能说明物块A、B组成的系统机械能守恒，按照这个设想，图线的纵坐标可以是______（选填“△t”、“△t2”、“
| 1 △t |
| 1 △t2 |
参考答案：（1）B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度
挡光片到达光电门处时B的速度大小为v=d△t，
（2）m1、m2组成的系统为研究对象，
动能的增加量△Ek=12（m1+m2）v2=12（m1+m2）(d△t)2
重力势能的减小量△Ep=（m2-m1）gh
因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．
即12（m1+m2）(d△t)2=（m2-m1）gh
所以按照这个设想，图线的纵坐标可以是1△t2，即1△t2=2(m2-m1)g(m1+m2)d2h
k=2(m2-m1)g(m1+m2)d2
所以重力加速度的大小g为kd2(m2+m1)2(m2-m1)?．
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△EK小于系统势能的减少量△Ep，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量．
故答案为：（1）d△t
（2）1△t2，kd2(m2+m1)2(m2-m1)?
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量
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本题难度：一般
3、填空题 在验证机械能守恒定律的实验中，已知电源的频率为50Hz，g=10m/s2，测出所用重物的质量m=1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，并把第一个点记作O（速度为零），另选纸带上连续的4个点A、B、C、D作为测量点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.78cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J（取3位有效数字）．
参考答案：重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×910×0.7776J=7.78J．
在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vC=xBD2T=3.89m/s
△EK=12mvC2=7.61J
故答案为：7.78、7.61
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4、简答题 （1）某同学用如图1所示电路来测定电池的电动势和内阻．
①实验开始时，滑片P应位于______?端．（填A或B）
②该同学测得如下表的五组数据．根据数据在答题卷相应图2中作出U-I图线，从图象可得电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（结果均保留二位小数）．
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 U/V 1.37 1.32 1.24 1.10 1.05 I/A 0.12 0.20 0.31 0.50 0.57 |
| 1 2 |
参考答案：
（1）①由电路图可知，实验开始时，滑片P应位于A端．
②应用描点法作图，作出电源的U-I图象如图所示；
由电源的U-I图象可知，电源电动势E=1.45V，
电源内阻r=△U△I=1.45-1.00.65≈0.69Ω；
（2）①打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了：
△EP=mghB=1.00×9.8×0.1860≈1.82J；
计数点间的时间间隔t=0.02×2=0.04s，打下B点时的速度vB=AC2t=0.2721m-0.1241m2×0.04s=1.85m/s，
重物的动能比开始下落时增加了△EK=12mvB2=12×1.00×1.852≈1.71J；
由于重物在下落过程中纸带通过打点计时器受摩擦阻力、重物受到空气阻力等阻力作用，
物体的机械能有损失，使物体动能的增加量小于物体重力势能的减少量．
②实验时如果先释放重物，再接通打点计时器电源，则在打点计时器打第一个点时，重物已经有一定的速度，在应用图象法处理实验数据时，在所作出的以12v2-h图象不过原点，在纵轴上有截距．
故答案为：（1）①A②图象如图所示；1.45；0.69；（2）①1.82；1.71；重物在下落过程中受到阻力作用；
②打下第一个点时重物已经有速度．
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本题难度：一般
5、简答题 “用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律．
（1）实验时，把______点作为零势能点，光电门应分别放在______点上，以便分别测出小球经过这些点时的速度．
（2）（多选题）实验测得D点的机械能明显偏小，造成这个误差的原因可能是______
（A）摆锤释放的位置高于A点?
（B）摆锤释放的位置在AB之间
（C）摆锤在A点不是由静止释放的
（D）光电门没有放在D点．
参考答案：（1）由于重锤的高度都是相对于D点的，因此选择D点为零势能点，将把光电门传感器分别放在标尺盘B点、C点、D点，分别测出重锤在该位置的速度，并分别读出高度差，进而可以进行机械能守恒的验证．
（2）若实验测得D点的机械能明显偏小，说明重锤低于A点才开始静止释放的，或未到D点就开始测速度，因此不是重力势能少些，就是动能小些，故可能原因是BD，
故BD正确．
故选：（1）D；BCD
（2）BD；
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本题难度：一般