1、实验题  利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：

(1)实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；
②用螺旋测微器测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读出l=________mm；

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=__________m；
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2；
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=__________和v2=________。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=___________和Ek2=__________。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=__________(重力加速度为)。
(3)如果△EP=EK2－EK1，则可认为验证了机械能守恒定律。

参考答案：（1）②1.704（1.703~1.704）
③0.6000（0.5996~0.6004）
（2）①，
②，
③

本题解析：

本题难度：一般

2、填空题  某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，请指出这个实验过程中产生误差的主要原因（找出两条即可）：______．

参考答案：由实验装置可知，重物的质量虽大，但重物和纸带之间存在阻力，重物及纸带在下落时受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，所以重物增加的动能略小于减少的重力势能，这是产生误差的其中一个原因；
另一个动能的增加与重力势能的减小，均需要测量纸带的长度，因此测量过程中存在误差；
故答案为：纸带与打点计时器限位孔和振针间存在摩擦阻力；测量纸带长度时存在误差．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．
（1）比较这两种方案，______（选填“甲”或“乙”）方案好些，理由是______．


（2）如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．物体运动的加速度a=______；该纸带是采用______（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的，简要写出判断依据______．
（3）如图丁所示是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是______
A．vN=gnT? B．vN=

参考答案：（1）机械能守恒定律的条件是只有重力做功，甲方案中摩擦阻力小，误差小，且操作方便，故可采用图甲方案．
（2）考虑将纸带计数点B到F等效分成两段BD和DF，根据△x=at2?可得a=(s?3+s?4)-(s?1+s?2)(2T)2?，代入数据可得a=4.83m/s2?，该纸带是采用乙方案得到的，因为物体的加速度比重力加速度小的多．
（3）应根据v?t2=xt来求N点的瞬时速度，所以v?N=x?n+x?n+12T，所以B正确．
故答案为（1）甲，该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便．
? （2）4.83m/s?2?，物体的加速度比重力加速度小得多．
? （3）B

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，已知重锤的质量为m，使用的交流电的频率为f．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量并通过计算，就可以验证机械能守恒定律．
如图所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为sl，点C、E间的距离为s2，用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为vC=______，打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤的重力势能的减少量为______，动能的增加量为______．

参考答案：在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故C点的速度为：
vC=s1+s24T=s1+s24f
重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：
△Ep=mg（s0+s1）
重锤动能的增加量为：
△Ek=mf2(s1+s2)232
故答案为：s2+s14f，mg（s0+s1），mf2(s1+s2)232．

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  （Ⅰ）（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图1所示．设重锤质量为m，交流电周期为T，则打点4时重锤的动能可以表示为______．
（2）为了求起点0到点4重锤的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是______．（填选项的序号即可）
A．取当地的实际g值
B．根据打出的纸带，用△s=gT2求出
C．近似取10m/s2即可
D．以上说法均不对

（Ⅱ）有一额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的图3线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
（1）用如图2所示的电路进行测量，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（用序号字母表示）
（2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω；
（3）若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为______Ω的电阻．

参考答案：I、（1）根据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，因此打4点是速度为：
v4=h5-h32T，
因此动能Ek=12mv42=12m（h5-h32T）2
故答案为：18m（h5-h3T）2或12m（h5-h32T）2．
（2）在“验证机械能守恒定律”实验中要求起点0到点4重锤的重力势能变化量，不能用机械能守恒来计算g值，应取当地的实际g值，故BCD错误，A正确．
故选A．
Ⅱ、（1）由题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，故电压表的量程应大于2.8V，故电压表应选3V量程，故选A；
由P=UI可得，电流为I=0.82.8A=0.28A，故电流表应选D；
本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选E；
故答案为：ADE．
（2）由图可知，当电压为2.8V时，电流为0.28A，故电阻R=UI=2.80.28Ω=10Ω
故答案为：10．　
（3）要使灯泡串联在6V的电源上正常工作，则与之串联的电阻的阻值应为6-2.8=3.2V；
此时电路中电流为0.28A，故应串联的电阻：R′=3.20.28Ω=11Ω
故答案为：11．

本题解析：

本题难度：一般