1、简答题 在《验证机械能守恒定律》实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的第1、2个点，AB=2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打出的计时点，测得D、E、F到A的距离分别为S1、S2、S3（图中未画出）．设打点计时器的打点频率为f，重物质量为m，实验地点重力加速度为g．一位学生想从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒．
（1）实验中，如下哪些操作是必要的______．
A．用秒表测量时间
B．重物的质量应尽可能大些
C．先开电源后放纸带
D．先放纸带后开电源
（2）重物重力势能减少量△EP=______，动能增量△EK=______．
（3）比较△EP和△EK发现，重物重力势能的减少量△EP大于动能的增加量△EK，造成这一误差的原因______．
参考答案：（1）A、可以用打点计时器计算时间，不需要秒表，故A错误；
B、重物的质量应尽可能大些，这样可以减小阻力引起的误差，故B正确；
C、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C正确，D错误；
故选：BC
（2）因为AB=2mm，则A点为自由落体运动的初始位置，即vA=0，
从A点到E点过程中，重力势能的减小量为：△EP=mgS2
根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：
B点的瞬时速度：vB=S3-S12T=(S3-S1)f2
则动能增量为：△EK=12mvB2=m(S3-S1)2f28
（3）因为实验中有阻力作用，所以减小的重力势能大于增加的动能．
故答案为：（1）BC；（2）mgS2；m(S3-S1)2f28；（3）实验过程中有阻力作用．
本题解析：
本题难度：一般
2、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落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可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端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
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。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内。答：________________。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图所示。根据打出的纸带，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，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a=_____________。
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是_____________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F＝_____________。
参考答案：（1）BDC
（2）
（3）重锤质量m，
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 （1）甲、乙都是使用电磁打点计器验证机械能守恒定律的实验装置图．
①较好的装置是______?（填“甲”或“乙”）．
②打点汁时器必须接______（填“髙压”或“低压”）交流电源．
③丙图是采用较好的装置进行实验的，打点清晰，无漏点，如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm，这是因为实验时______；如果出现这种情况，则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为______（选填序号）：
A．mgl=
?B．mgl＞?C．mgl＜
（2）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，器材有：电压表
：0-3-15V；电流表
：0-0.6-3A；变阻器R1（总电阻20Ω）；以及电键S和导线若干．
①根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图甲，要求滑动变阻器的滑动头在右端时，其使用的电阻值最大．
②由实验测得的7组数据已在图乙的U-I图上标出，请你完成图线，并由图线求出E=______，r=______Ω（保留两位有效数字）．
③下表为另一组同学测得的数据．可以发现电压表测得的数据变化很小，将影响实验结果的准确性，电压表读数变化很小的原因是：______．
| I/A | 0.12 | 0.20 | 0.31 | 0.41 | 0.50 | 0.62
U/V
1.47
1.45
1.42
1.40
1.38
1.35
参考答案：（1）甲好一些．
理由：①因为用夹子固定纸带，可以避免乙图中用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦
（2）电磁打点计时器必须接低压交流电源．
（3）如果发现打下的第1、2两点之间的距离大约为4mm，这是因为实验时释放纸带前未打开电源，也就是打第一个点时纸带已经有了速度．
如果出现这种情况，则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为mgl=ms28T2-Ek0，故选C．
（2）①要求滑动变阻器的滑动头在右端时，其使用的电阻值最大．采用伏安式测量电源的电动势和内阻，如下图
②将所描出的点用直线连接，偏离较远的点可以舍去．如上图
当电流等于零时，E=U=1.5V，r=1.5-1.0?1.0Ω=0.5Ω
③电压表测得的数据变化（间隔）很小，将影响实验结果的准确性，原因是：电池的内阻太小
故答案为：（1）①甲?②低压?③先释放纸带后接通电源，C
（2）②1.50，0.50?③电池内阻太小
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 某同学用图1所示装置测定重力加速度时，
（1）电火花计时器的工作电压为______；
（2）打出的纸带如图2所示，实验时纸带的______端应和重物相连接（选填“甲”或“乙”）
（3）纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2
（4）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
（5）实验测量的相对误差为______．（保留两位有效数字）
参考答案：（1）电火花计时器的工作电压为交流220V．
（2）因为相等时间间隔内的位移越来越大，知纸带的乙端与重物相连接．
（3）根据s2-s7=5aT2，解得a=s2-s75T2=(3.92-2.04)×10-25×0.022m/s2≈9.4m/s2．
（4）测出的加速度小于当地的重力加速度原因，可能是电火花计时器夹歪了或纸带与石墨纸之间有摩擦．
（5）实验测量的相对误差为9.8-9.49.8≈4%．
故答案为：（1）交流220V?（2）乙?（3）9.4?（4）电火花计时器夹歪了；纸带与石墨纸之间有摩擦? （5）4.1%
本题解析：
本题难度：简单
5、实验题 “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）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）D；BCD
（2）BD
本题解析：
本题难度：一般
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