题目内容

某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_______，理由是____________________________
________________________________________________________________________.
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s.(结果保留三位有效数字)

(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)

(1)甲 乙方案中小车与斜面间存在摩擦力，且不能忽略  (2)   (3) g＝9.8m/s2

解析试题分析：(1)甲乙两方案都存在纸带与打点计时器间的摩擦，而乙方案还有小车与斜面间的摩擦力且不能忽略，故乙方案小车机械能不守恒，所以选择甲。
(2)根据匀变速直线运动的推论一段时间内平均速度等于中间时刻瞬时速度
(3)由，得，k为图线的斜率，求得g＝9.8m/s2。
考点：本题考查验证机械能守恒，涉及到纸带的处理，利用图像求解等相关知识，意在考查学生的理解能力。

练习册系列答案
相关题目

为了描绘标有“3V，0．4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡电压能从零开始变化．所给器材如下：
A．电流表（0~200mA，内阻0．5Ω）
B．电流表（0~0．6A，内阻0．01Ω）
C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0~10Ω，0．5A）  
F．滑动变阻器（0~1kΩ，0．1A）
G．电源（3V）
H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是________________．（填仪器前的字母）
（2）在Ⅱ卷的虚线框中画出完成此实验的原理图，并将实物按电路图用导线连好．

（3）此实线描绘出的I—U图线是________ （填“曲线”．“直线”），其原因是____________________．

（12分）在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内电阻时，除备有被测电池、电键和足量导线，还备有下列仪器可供选择：
A．电流表（0~0.6A）
B．电流表（0~3A）
C．电压表（0~3V）
D．电压表（0~15V）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（50Ω，1.5A）
（1）应该选用的仪器是（写出的字母）       ；
（2）一学生用以上仪器测得如下表所示数据，根据数据，在坐标轴上画出U－I图象；

实验次数
1
2
3
4
5
6
U（V）
2.70
2.50
2.30
2.00
1.80
1.62
I（A）
0.08
0.16
0.25
0.36
0.45
0.50

（3）从图中可得出电源电动势为     V，内电阻为     Ω（结果保留两位有效数字）。

（18分）如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示：

（1）OD间的距离为        cm 。
（2）下图是根据实验数据绘出的图线（为各计数点至同一起点的距离），斜率表示                ，其大小为         （保留三位有效数字）。

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过测量      （填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度
B．小球抛出点距地面的高度
C．小球做平抛运动的射程
（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有     。
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r

（3）经测定，g，g，小球落地点的平均位置距点的距离如图乙所示。有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据，分析和计算出被碰小球平抛运动射程的最大值为       。
（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为           （用所测物理量的字母表示）。

(10分)在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m的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，对纸带上的点的痕迹进行测量，就可验证机械能守恒定律．

(1)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s1，点C、E间的距离为s2，使用的交流电的频率为f，则打点计时器在打C点时重锤的动能为Ek＝________________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能减少量为ΔEh＝__________________.实验中发现，重锤减小的重力势能总是略      （选填“大于”、“小于”或“等于”）重锤增加的动能，其主要原因是                                                             。
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度，则加速度a的表达式为a＝__________________.

Ⅰ（7分）用游标卡尺测得某样品的长度如左图所示，其示数L=________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如右图所示，其示数D=____________mm．

Ⅱ某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。
①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为      m/s,小车的加速度大小为        m/s2。（结果均保留二位有效数字）

②在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。
③在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。答：                  。

(4分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，由图象可知       ；

A．a的原长比b短
B．a的劲度系数比b大
C．a的横截面积比b大
D．弹力和弹簧长度成正比

理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到一种理气，想状态，从而来揭示自然现象本质的假想实验。为了说明运动和力的关系，伽利略设计了如图所示的理想实验。

①关于伽利略的这个理想实验，下列说法正确的是＿____。（填选项序号）

A．“小球沿斜面向下运动后，沿斜面向上运动，会越来越慢”，这是可靠的事实
B．“小球沿斜面向下运动后，沿斜面向上运动，会越来越慢”，这是合理外推的理想状态
C．“若摩擦可以忽略不计，小球最终会达到与左侧同样的高度”，这是揭示自然现象的本质
D．“如果右侧面变成水平面，并且没有任何阻力，小球将达不到原来的高度，就应
永远运动下去”，这是揭示自然现象的本质
②伽利略的理想实验否定了亚里士多德关于运动和力关系的错误认识。亚里士多德的
认识是__________

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