1、实验题  用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律。

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
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”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，立即接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
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。
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_____________。（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）在一次实验中，质量的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），单位cm。那么：
①纸带的_____________（选填“左”或“右”）端与重物相连；
②从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=_____________J，此过程中物体动能的增加量ΔEk=_____________J（g取9.8m/s2）；

参考答案：（1）BCD
（2）①左；②0.49m，0.48m ?

本题解析：

本题难度：一般

2、实验题  利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示。数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间、，当地的重力加速度为g。请分析回答下列问题：

（1）为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有_____________（均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）；
（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度=_____________、=_____________（用题中已给或所测的物理量符号来表示）；
（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：_____________（用题中已给或所测的物理量符号来表示）。

参考答案：（1）钩码与滑块的质量分别为MA、MB
（2）L/Δt1，L/Δt2
（3）MAgS=(MA+MB)(L/Δt2)2/2－(MA+MB)(L/Δt1)2/2

本题解析：

本题难度：困难

3、简答题  （1）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.7cm．
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______cm，应记作______cm．
②若落体质量为0.1Kg，该同学用它在OB段的运动来验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，则该过程落体重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J．（均保留3位有效数字）
（2）某待测电阻Rx的阻值大约在130Ω～150Ω之间，实验室有如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A、内阻r1约为0.2Ω）
B．电流表A2（量程150mA、内阻r2约为3Ω）
C．电流表A3（量程30mA、内阻r3为10Ω）
D．电压表V（量程15V、内阻RV约为20KΩ）
E．定值电阻R0=30Ω
F．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
G．电源E（电动势5V、内阻较小）
H．开关S、导线若干
①要尽量准确测量RX的阻值，在上述器材中，应选用的是______．（填器材前序号的字母）
②测量中要求所用电表的读数不得小于量程的一半，请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路．（图中元件用题干中相应的字母标注）
③用已知量和测得的量表示Rx=______，说明式中各字母表示的物理量：______．

参考答案：①毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15.7，应记作15.70cm．
故答案为：15.7，15.70．
②重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242?J=0.122J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=sAC2T=1.55m/s
EkB=12mv2B=0.120J
故答案为：0.122，0.120．
（2）①根据所给提电源可以估算回路中的电流大于150mA，因此选择电流表A1，由于所提供的电压表量程太大，导致测量不正确，因此需要用已知内阻的电流表和定值电阻进行改装，故选择电流A3、定值电阻R0、另外需要滑动变阻器、电源、开关、导线等．
故答案为：ACEFGH．?
②（1）该题中由于滑动变阻器的电阻小于待测电阻同时要求多测数据，因此选用分压接法，在测量电阻两端的电压和流过的电流时，可以采用下面两种方法：
法1：滑动变阻器分压接法．R0与A3串联后与Rx并联，A1测总电流，具体电路图如图一所示；
法2：滑动变阻器分压接法．Rx与A3串联后与R0并联，A1测总电流，具体电路图如图二所示．


r
③若用图一，则电阻Rx两端的电压为U=I3（R0+r3），流过的电流为：I=I1-I3
故待测电阻为：Rx=UI=I3(R0+r3)I1-I3
若用图一，则待测电阻Rx和电流表A3两端的电压为U=（I1-I3）R0，流过的电流为：I=I3
所以有：Rx+r=UI=(I1-I3)R0I3
所以Rx=(I1-I3)R0I3-r
故答案为：I3(R0+r3)I1-I3（或(I1-I3)R0I3-r），I1为A1的示数，I3为A3的示数，R0为定值电阻，r3为A3的内阻．

本题解析：

本题难度：一般

4、填空题  如

图是“验证机械能守恒定律”实验中打下的某一纸带示意图，其中?O?为起始点，A、B、C?为某三个连续点，已知打点时间间隔?T=0.02s，用最小刻度为?1mm的刻度尺量得OA=15.55cm，OB=19.2cm，OC=23.23cm?（g=9.8m/s2）
（1）假定上述数据并没有看错，则它们中不符合数据记录要求的是______?段，正确的记录应是______?cm；
（2）根据上述数据，当纸带打?B?点时，重锤（其质量为m）重力势能比开始下落位置时的重力势能减少了______?J．这时它的动能是______?J；
（3）通过计算表明数值上△EP______△Ek（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为______，实验的结论是：______．．

参考答案：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OB段，正确的记录应是19.20cm；
（2）重力势能减少了△Ep=mgh=1.88m? J
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=XOC-XOAtAC=1.92m/s
EkB=12mv2B=1.84m? J
（3）通过计算表明数值上△EP 大于△Ek，
这是因为由于物体下落过程中存在摩擦阻力，
实验的结论是：在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．
故答案为：（1）0B，19.20
（2）1.88m，1.84m
（3）大于，由于物体下落过程中存在摩擦阻力，在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．

本题解析：

本题难度：一般

5、实验题  在“验证机械能守恒定律”的实验中，使质量为m=1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0. 02 s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80 m/s2。

（1）从O点到B点，重物重力势能的减少量△Ep=________J，动能增加量△Ek=_______J （结果取三位有效数字）；
（2）用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到O点的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h的图象，若图线的斜率等于某个物理量的数值，则说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是________。

参考答案：（1）1. 88；1.84
（2）当地重力加速度

本题解析：

本题难度：一般