题目内容

在《用自由落体验证机械能守恒定律》的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到O点的距离分别为62.99cm，70.18 cm，77.76 cm,85.73 cm,根据以上的数据，可知重物由O运动到C点，重力势能的减小量等于_______J，动能的增加量等于_______J。（取三位有效数字）你得出的结论是                            
7.62J；7.56J；在实验误差允许范围内，重物在自由落体运动过程中机械能守恒

试题分析：重力势能减小量为，在C点的瞬时速度为，动能增量为，结论是物体在自由落体的过程中机械能守恒
点评：本题难度较小，在匀变速直线运动中某一点的瞬时速度等于平均速度
练习册系列答案
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（4分）在用自由落体验证机械能守恒的实验中，用如图所示的装置打出一条纸带。在纸带上选取某两点，测量并计算出两点间动能的增量和重力势能的减少量，一般实验的结果总是_____(填“＞”、“=”或“＜”)，产生这一结果的原因是__________________________.
关于探究“功和物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是：
A．每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力
C．实验中应先释放小车后通电
D．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度不用保持一致
小昕所在的实验小组利用图a 所示的实验装置验证机械能守恒定律，打出的纸带如图b所示，O点速度为零，A、B、C、D、E、F是打出的连续的点，已知交流电的周期为T，BC间距离为s1,CD 间距离为s2,DE间距离为s3，EF间距离为s4。

（1）对于该实验，以下说法正确的是：                    
A. 应该用天平测量重物的质量
B．应该用秒表测量重物下落的时间
C．选择重锤时，应该选择质量和体积都较大的
D．如果用电磁打点计时器，不能用4节干电池（一节干电池的电压为1.5V）供电，只能接4-6V的交流电源
E．在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中，“王亚平”可以用图a装置来验证机械能守恒定律
F. 实验时，应该先闭合电源再松开纸带
G．实验时，要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2cm且点迹清晰的纸带进行测量。
（2）小华所在的实验小组则用该实验装置来验证动能定理，若还知道当地的重力加速度为g,但纸带B之前的点（不包含B点）模糊不清，请用题目所给的条件，写出验证动能定理的符号表达式：                        （用题干所给的符号表示） 。实际上，在实验中总有重力所做的功       （动能的变化量）（填“> ,= ，<”），其原因是：                                 。
（3）小明所在的实验小组则用该实验装置，采用作图法来验证机械能守恒定律，如果以v2为纵轴，以h（h为各点到初始点O的距离）为横轴，下图ABCD选项中是四个同学根据实验数据绘出的v2—h图线，则正确的图像是：      ，根据正确的v2—h图线，该图线的斜率等于                 

（4）小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带，还测出当地的重力加速度，其符号表达式为 g=                      （用题干所给的符号表示）。
（1）（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的         。（填选项前字母）
A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量
C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为    m/s（保留三位有效数字）。
（2）（12分）硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3V，内阻为6.0 kΩ；电压表V2量程选用15V，内阻约为30 kΩ；R0为保护电阻；直流电源电动势约为12V，内阻不计。
①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。

②用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2。
（i）某次测量时，电压表V1示数如图丙，则U1=   V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为   mA（保留两位小数）。
（ii）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix（图中“－”表示反向），并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系，标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点，并绘出Ix-Ux图线。

（iii）由Ix-Ux图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成     （填“线性”或“非线性”）关系。
某同学为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，将弹簧的一端固定在光滑水平桌面上，桌面离地面的高度为h，如图所示，用已知质量为m的钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，弹簧的弹性势能转化为钢球的动能，钢球将沿水平方向飞出桌面，实验时

（1）还需要测定的物理量是____                          ；
（2）计算弹簧最短时弹性势能的关系式是＝              。
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，实验装置如 图甲所示，其中两个主要步骤如下：

①用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记下O点的位置，读出并记录两个弹簧测力计的示数；
②只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示，如图乙所示；
（1）以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在①中是                                                 
在②中是                                                 
（2）图乙所示的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________
某同学做了一次较为精确的测定匀加速直线运动的加速度的实验，实验所得到的纸带如图所示, 设0点是计数的起始点，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s。计数点0至2之间距离是9cm，0至3之间距离是15cm，则计数点1与0点的距离s1应为    　 cm，打计数点1时物体的速度大小是          m/s ；物体的加速度a =           m/s2.
用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体的平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等．

（1）（多选题）在用细线悬挂钩码前，下列措施中哪些是必要的（　　）
（A）判断力矩盘是否处在竖直平面
（B）判断横杆MN是否严格保持水平
（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心
（2）在力矩盘上A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受重力为1 N，则此时弹簧秤示数应为________N．
（3）若实验前，弹簧秤已有0.2 N的示数，实验时忘记对弹簧秤进行调零，则完成实验后测量出的顺时针力矩与逆时针力矩相比，会出现M顺______M逆（选填“＞”、“＝”或“＜”）．

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