时间:2017-08-09 08:45:36
1、实验题 某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率为50Hz，让重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），打下图中D点时纸带的速度vD＝__________m/s （保留三位有效数字），该同学处理纸带后得数据如表，请在坐标纸上作出其v-t图象。若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重力加速度，试分析可能的原因： 
参考答案：3.56?；
；受到摩擦阻力和空气阻力的作用
本题解析：
本题难度：困难
2、简答题 （1）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．本次实验中已测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s．
①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，其方法是：接通气源，将滑块置于气垫导轨任意位置上，（未挂钩码前）若______则说明导轨是水平的．
②如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t，则可计算出滑块经过光电门时的瞬时速度．
③实验中又测量出相关物理量：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s．本实验通过比较______和______在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．
（2）物质材料的电阻率的往往随温度的变化而变化，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们选用的器材有：
用该种导电材料制作而成的电阻较小的元件Z；
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（量程3A，内阻约0.05Ω）；
电源E（电动势2V，内阻不计）
滑动变阻器R（最大阻值约1Ω）、开关S、导线．
同学甲实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示，
| U/V | 0 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 |
参考答案：（1）①滑块处于平衡状态，平衡状态包括保持静止和匀速直线运动状态；
②游标卡尺读数=固定刻度+游标尺读数；
固定读数为：0.5cm；
游标尺读数：2×0.1mm=0.2mm=0.02cm；
故游标卡尺读数为0.52cm；
③系统重力势能减小量为：mgs；
系统动能增加量为：12(m+M)v2=12(m+M)(d△t)2；
故答案为：①滑块基本故答案为：保持静止（或轻推滑块，滑块能做匀速直线运动）；②0.52；?③mgs、12(m+M)(d△t)2；
（2）①电压从零开始连续调节，采用滑动变阻器分压式接法；待测电阻阻值较小，大内小外，采用安培表外接法，故选B电路；
②元件电阻随电压的升高而减小，是半导体材料；
③采用电压表测量，对原电路无影响；
电流表电阻应该较小，电压很小，而电压大，说明断路．
故答案为：①B；?②半导体材料；?③直流电压2.5V；电流表断路．
本题解析：
本题难度：一般
3、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．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械守恒定律，实验装置如图甲所示，在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1______△t2．（填“＞”“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）遮光条宽度为d，滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、d和鈎码质量m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是______和______（写出物理量的名称及符号）．
（3）若上述物理量间满足关系式______，则表明在上述过程中滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
参考答案：（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，即△t1=△t2，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
（2）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
vB=d△t2，vA=d△t1，
滑块和砝码组成的系统动能的增加量△Ek=12(m+M)(d△t2)2-12(m+M)(d△t1)2，
滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量△Ep=mgL
所以还应测出滑块质量M，两光电门间距离L．
（3）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
即：mgL=12(m+M)(d△t2)2-12(m+M)(d△t1)2，
故答案为：（1）=，（2）滑块质量M，两光电门间距离L．（3）mgL=12(m+M)(d△t2)2-12(m+M)(d△t1)2，
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，
（?l?）下列器材中不必要的是______（只需填字母代号
A．重物?B．纸带?C．天平?D．刻度尺
（?2?）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会
导致实验结果mgh______
| 1 2 |
参考答案：（1）根据重物下落过程中机械能守恒的表达式可知，物体的质量可以约掉，因此本实验中不需要天平，故ABD错误，故C正确．
故选C．
（2）如果阻力较大，物体需要克服阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，因此会出现mgh＞12mv2的结果．
故答案为：＞．
本题解析：
本题难度：简单