(1)用如图1实验装置验证m1.m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落.m1上拖着的纸带打出一系列的点.对纸带上的点迹进行测量.即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点.每相邻两计数点间还有4个点.计数点间的距离如图2所示．已知m1=50g.m2=150g.则(g取10m/s2.结果保留两位有效数字)①� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（1）用如图1实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒．m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m₁=50g、m₂=150g，则（g取10m/s²，结果保留两位有效数字）
①在纸带上打下记数点5时的速度v=

m/s；
②在打点0～5过程中系统动能的增量△E_K=

J，系统势能的减少量△E_P=

J，由此得出的结论是

；
③若某同学作出

v2-h图象如图3，则当地的实际重力加速度g=

m/s²．

（2）某同学为了测定某硅光电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路．图中与理想电表A₁串联的定值电阻的阻值为R₀，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果小数点后保留两位数字）：
①闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A₁、A₂的值I₁、I₂．为了作出此电池的U-I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U=

（用题中所给字母表示）；
②根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，该电池的电动势E=

V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=

Ω；
③若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻，此时对应的电池内阻r=

Ω．

分析：（1）①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；
②根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；
④根据图象的物理意义可知，图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小．
2、理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．
在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．
通过作图求解，作出电阻为6Ω它两端的电压和通过它电流的图线，与图乙中U-I图线有交点，交点对应电压电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．

解答：解：（1）①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：
v₅=

x46

t46

=2.4m/s
②物体的初速度为零，所以动能的增加量为
△E_K=E_k5-0=

（m₁+m₂）v₅²=0.58 J．
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△E_P=W=mgh=0.60J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒．
故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒．
③由于△E_K=E_k5-0=

（m₁+m₂）v₅²=△E_p=（m₂-m₁）gh
由于（m₁+m₂）=2（m₂-m₁）
所以得到：

v²=

h
所以

v2-h图象的斜率k=

g=9.7m/s²．
（2）①理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．所以U=I₁R₀．
②在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．所以E=2.90V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.00Ω．
③作出6Ω定值电阻的U-I图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．所以r=

E-U

=5.60．
故答案为：（1）①2.4 ②0.58；0.60；在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒；③9.7
（2）I₁R₀；（2）2.90； 4.00 （3）5.60

点评：1、本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．
2、本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．

练习册系列答案

Ω．
（3）我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这是我们常说的“电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用．已知新电池的电动势E₁=1.5V、内阻r₁=0.2Ω；旧电池的电动势E₂=1.5V；内阻r₂=6.8Ω；小灯泡上标有“3V 3W”，
且电阻不随温度变化．则手电筒工作时电路中旧电池提供的电功率为

0.45

W，它本身消耗的电功率

0.612

W．（已知两电池串联的总电动势等于两电池的电动势之和）
根据计算结果，你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理

不合理

（填“合理”或“不合理”）．

（2013?日照一模）（1）某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：
A．m∞υ
B．m∞

C．m∞υ²
D.m∞

υ2

为验证猜想的正确性，该同学用如图1所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度υ₁，测出小车的质量m₁；然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度υ₂，测出小车和砝码的总质量m₂：再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出υ₃、m₃…．

①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是

小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）

；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是

垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）

．
②某次实验采集的五组数据如表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的

；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图2所示的图象，则图中的横坐标应是

．

m/kg	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
v/（m?s^-1）	1.000	0.707	0.577	0.500	0..447

（2）冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图3所示，两电极相距L=0.314m，管内充满待测的河水．安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径，测量结果如图4所示．
为测管内河水电阻供选器材有：
电压表V₁：量程15V，内阻约30kΩ
电压表V₂：量程3V，内阻约10kΩ
电流表A₁：量程0.6A，内阻约0.5Ω
电流表A₂：量程150mA，内阻约10Ω
滑动变阻器甲：最大值为10Ω，额定电流足够大
滑动变阻器乙：最大值为1kΩ，额定电流足够大
电源E₁：电动势15V，内阻6Ω
电源E₂：电动势3V，内阻2Ω
开关、导线若干．
该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图5所示．
①据图（2）读出玻璃管的内径d=

6.70

mm．
②实验时，所选用的电压表为

V₁

（填“V₁”或“V₂”），所选用的电流表为

A₂

（填“A₁”或“A₂”），所选的滑动变阻器为

甲

（填“甲”或“乙”），所选的电源为

E₁

（填“E₁”或“E₂”）．
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图．

（2006?湖北模拟）某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，用如图1所示电路进行测量．两电极相距L=0.700m，其间充满待测的自来水．图中器材如下：

电压表（量程15V，内阻约30kΩ）、电流表（量程300μA，内阻约50Ω）、滑动变阻器（100Ω，1A）、电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）、单刀单掷开关一个、导线若干．
表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示

U/V	1.0	3.0	5.0	7.0	9.0	11.0
I/μA	22	65	109	155	190	240

根据以上材料请回答下面的问题：
（1）玻璃管内径d的测量值为

3.075

cm；
（2）根据表1数据在图3坐标中作出U-I图象，根据图象求出电阻R=

4.6×10⁴

Ω；
（3）用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=

Ω?m（保留两位有效数字）；
（4）请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图．

某同学在做课题研究时，打算测定自来水的电阻率。他先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，两电极相距L=0.700m.期间充满待测的自来水。并设计如图1所示电路。选用器材如下:电压表（量程15V，内阻约30）、电流表（量程300,内阻约50）滑动变阻器（100，1A）、电池组（电动势E=12V，内阻r=6）、单刀单掷开关一个、导线若干。

下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示。