1、简答题 I．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g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为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么
（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用
=2gSOB，乙同学用vB=．其中所选择方法正确的是______（填“甲”或“乙”）同学．
（2）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为______m/s2，从而计算出阻力f=______N．
（3）若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？______．（填“能”或“不能”）
II．物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U==V=1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压．根据测量数据已绘出灯泡的U-I图线，如图所示．
A．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω）?
C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）
D．滑动变阻器R1（0～20Ω）
E．滑动变阻器R2（0～100Ω）
F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L（额定功率0.75W，额定电压未知）
（1）在下面所给定的实线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择______（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择______（填“R1”或“R2”）．
（2）从图线上分析该灯泡的额定电压应为______V；这一结果大于开始时的计算结果，原因是______．
参考答案：Ⅰ（1）、由于实验过程中重物和纸带会受到空气和限位孔的阻力作用，导致测得的加速度小于当地的重力加速度，所以求速度时不能用v2B=2gSOB来求，只能根据v?t2=xt来求瞬时速度值，所以乙正确．
（2）、根据△x=at2?，可求出a=OC-OAT2?，代入数据解得a=9.5m/s2?，由mg-f=ma解得阻力f=0.06N．
（3）、根据mgh=12mv22-12mv21可知，可以利用A点之后的纸带验证机械能守恒，即能实现．
Ⅱ（1）、由P=I2?R可得，I=
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 某同学利用右图所示装置测定当地重力加速度．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、带铁夹的重锤．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．（填入正确选项前的字母）
A．米尺B．秒表?C．4～6V的直流电源D．220V的交流电源
（2）如图是实验时所打出的一条纸带．A、B、C、D、E为打点计时器打出的点．打点计时器打下C点时重锤的瞬时速度为______m/s，该同学测得的当地重力加速度大小为______?m/s2．（结果保留三位有效数字）
参考答案：（1）该实验中需要测量计数点之间的距离，因此需要米尺，打点计时器记录了物体运动的时间，因此不需要秒表，由于实验使用的是电火花打点计时器，因此需要220V的交流电源，故BC错误，AD正确．
故选AD．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vC=xBD2T=(84.00-24.00)mm2×0.02s=1.50m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2将T=0.02s，△x=4mm带入解得a=10.0m/s2．
故答案为：1.50；10.0．
本题解析：
本题难度：一般
3、实验题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示。
（1）纸带的_______________（选填：左、右）端与重物相连；
（2）选择纸带时，要求打出的第1、2两点间距约为2mm，其理由是重物的运动可视为_______________运动；
（3）打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB=_______________。
参考答案：（1）左
（2）自由落体
（3）0.98m/s
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 如图1所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验，
（1）某同学列举了该实验的几个步骤，其中不正确或没有必要的是______（填序号即可）
A．正确安装好实验仪器
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测出下落重物的质量，且精确到0.01kg
D．实验中，需保持提纸带的手不上下移动，且保证纸带竖直
E．为了使打出来的第一个点清晰，应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F．在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点，测出它们距起始点的距离
（2）在实验中，得到一条纸带如图2所示，把第一点记作O（此时纸带速度为零），打点记时器打点的周期为T，有关长度在图中已标明．则打点记时器打出N点时，重锤的重力势能减少量为______和动能的增加量为______．（图中量为已知量，重锤质量用m表示）
参考答案：（1）B、将打点计时器接到学生电源的低压交流输出端，故B不正确．
C、因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C没有必要．
E、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，故E不正确．
故选：BCE．
（2）重力势能减小量：△Ep=mgh=mg（d1+S1）；
匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vN=S1+S22T
故动能的增量为：△Ek=12mv2N=m(S1+S2)28T2
故答案为：（1）BCE；（2）mg(d1+S1)；m(S1+S2)28T2．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______，动能的增加量可表示为______．若在运动过程中机械能守恒，
与s的关系式为=______．
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5
s/m
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t/ms
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
/104s-2
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
|
以s为横坐标，为纵坐标，在图2的坐标纸中描出第1和第5个数据点______；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=______×104?m-1?s-2（保留3位有效数字）．由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．
参考答案：（1）根据几何关系可得导轨倾角sinθ=hd，滑块从A到B过程中系统重力势能减少量为△E?p减=Mgs．sinθ-mgs=Mgs.hd-mgs=Mgshd-mgs
滑块速度为v=bt，所以系统动能增加量△E?k增=12（M+m）v2?=12（M+m）(bt)2?．
若机械能守恒应有△E?p减=△E?k增，将上式代入整理可得1t2?=2(Mgh-mgd)(M+m)db?．s
（2）描点、连线如图所示，斜率k=2.39×104?m-1?．s-2?
故答案为（1）Mgshd-mgs，12（M+m）(bt)2?，2(Mgh-mgd)(M+m)db?．s
? （2）如图，2.39（2.38～2.44都可以）
本题解析：
本题难度：一般
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