(1)在“验证机械能守恒定律的实验中.某同学根据实验测得的数据.通过计算发现.重锤在下落过程中.重锤动能的增加量略大于重锤势能的减小量.若实验测量与计算均无错误.则出现这一问题的原因可能是 A．重锤的质量偏大 B．交流电源的电压偏高C．交流电源的频率小于50Hz D．重锤下落时受到的阻力过大(2)实验室现备有下列器材用来测电源电动势和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减小量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是

A．重锤的质量偏大 B．交流电源的电压偏高
C．交流电源的频率小于50Hz D．重锤下落时受到的阻力过大
（2）实验室现备有下列器材用来测电源电动势和内阻：
待测电源E：电动势约2V、内阻约2Ω
电压表V₁：量程为0-3V、内阻约为20kΩ
电压表V₂：量程为0-15V、内阻约为85kΩ
电流表A₁：量程为0-3A，内阻为10Ω
电流表A₂：量程为0-500mA、内阻为200Ω
定值电阻R=0.1Ω
滑动变阻器R₁，最大阻值为20
滑动变阻器R₂，最大阻值为1000Ω
开关、导线若干
①电压表应选择

，电流表应选用

，滑动变阻器应选用

．
②在右边的虚线框内将测量电路补画完整，并要求明确标明所选电压表、电流表以及滑动变阻器的符号．

分析：本题（1）的关键是明确，在操作无误的情况下，应有mgh＞

1

2

mv

2

，所以如果出现重锤动能的增加量略大于重锤势能的减小量，根据v=

x

1

+x

2

2T

=

(x

1

+x

2

)f

2

可知，若实际交流电源的频率小于50Hz时，将f=50Hz代入求出的速度就大于实际的速度，从而得出

1

2

mv

2

＞mgh的结论；题（2）的关键是明确测量电动势和内阻的原理图以及电流表与电压表量程的选择方法．

解答：解：（1）A、根据mgh=

1

2

mv

2

可知，测量结果与重锤质量m无关，所以A错误；
B、由v=

x

1

+x

2

2T

可知，测量结果与电压U无关，所以B错误；
C、由

△E

k

=

1

2

mv

2

，其中v=

x

1

+x

2

2T

=

(x

1

+x

2

)f

2

，所以若实际交流电源的频率小于50Hz，而将f=50Hz代入上式求出的速度要大于实际速度，从而导致

△E

k

＞mgh，所以C正确；
D、根据能量守恒定律可知，若重锤下落时受到的阻力过大，则重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，所以D错误．
故选：C
（2）①由于电源电动势为2V，所以电压表应选

V

1

；
由于温度对电源内阻的影响，要求通过电源的电流不能过大，所以电流表应选

A

2

；
根据闭合电路欧姆定律可求出电路中的最大电阻为：

R

max

=

E

1

3

I

A

=

2

1

3

×500

×10

-3

Ω=12Ω，所以变阻器

R

1

．
②电路图如图所示：

故答案为：（1）C
（2）①

V

1

，

A

2

，

R

1

点评：记住每个实验的实验原理、实验步骤、注意事项以及数据处理方法，是解决有关实验问题的关键．

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（1）在“验证机械能守恒实验”中，有如下步骤：在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁（如图甲），通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落．铁架台上有可以移动的光电门．当小球经过光电门时，光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t．

①如图乙所示，用游标卡尺可测得小钢球的直径：d=

cm；实验时将小钢球从图示位置由静止释放，由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10^-2s，则小球经过光电门时的瞬时速度为

m/s（保留2位有效数字）．
②在本次实验中还必须测量的物理量是

小球出发点到光电门的距离L

小球出发点到光电门的距离L

（请用文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较

（用以上所测量的物理量符号表示），在实验误差允许的范围内相等，就可以验证小球机械能守恒．
（2）某同学利用如图所示装置探究“加速度和力、质量的关系”的实验中，测得滑块的加速度a和拉力F的数据如表所示：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m?s^-2）	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

①根据表中的数据在图所示的坐标中作出a-F图象；
②滑块质量为

kg．
③图象（或延长线）与F轴的截距的物理意义是

滑块所受到的摩擦力

滑块所受到的摩擦力

Ⅰ．（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量．以下步骤仅是实验操作中的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按正确的顺序排列：

（填代号）．
A．把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来
B．用天平称出重锤的质量
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过电火花打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3～5条符合要求的纸带
G．接通电源
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出由静止开始下落的距离h，以

为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的

，就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是

．
Ⅱ．如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路，表格中记录的是某次实验的测量数据．

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
U（V）	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I（A）	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（1）下列电源和滑动变阻器可供选择的是

．
A．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
（2）在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中，滑动变阻器的滑片移动的方向是

（选填“a→b”或“b→a”）．
（3）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中，定值电阻R=24Ω，电源电动势E=3V、内阻r=1Ω，则在这个电路中，小灯泡的电阻大小为

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，有位同学按以下步骤进行实验操作：
A．用天平称出重锤和夹子的质量
B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
C．接通电源，松开纸带，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带
D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下第一个打下的点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点
E．测出纸带上各个计数点到O点的距离，得到这些点对应时刻重锤下落高度
F．利用测量数据，计算出这些点对应时刻的物体速度
G．利用上述数据，计算各点对应的重力势能减少量和动能增量，并进行比较
以上步骤中，不必要的步骤是

（填写代表字母）；
有错误或不妥的步骤是

（填写代表字母）．
（2）某同学用正确的步骤和操作进行试验，得到一条清晰的纸带，电源频率为50赫兹，O为打下的第一个点（初速度为零），各相邻的点间距如图所示，已知当地的重力加速度为9.8m/s²，重锤质量为1.0kg，则从O到C这段时间内，重锤重力势能的减少量为

J，重锤动能的增加量为

J．（结果保留三位有效数字）

电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题：
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，（相邻计数点的时间间隔为0.02s），单位：cm，g=10m/s²．那么：
①纸带的

端与重物相连．（填“左”或“右”）
②从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减小量△E_P=

，物体动能的增加量△E _K=

．（取三位有效数字）
③通过计算，数值△E_P 与△E _K并不相等，这是因为

．
（2）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带．他已在每条纸带上按每5个点取好计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5．由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答
①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是

②打A纸带时，物体的加速度大小是

m/s²．（取三位有效数字）

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8 m/s²）：
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

（填字母代号）中的器材．
A．直流电源 B．交流电源 C．游标卡尺 D．毫米刻度尺 E．天平及砝码 F．秒表
②正确使用打点计时器，打出的某一条纸带如图1，O是纸带静止时打的点，1、2、3、4、5、6是依次打的6个点，已知电源频率是50Hz．利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v₄=

m/s．
（2）用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r．
提供的器材有：保护电阻R₀（准确阻值是50Ω）、电阻箱R₁（0～100Ω）、电阻箱R₂（0～200Ω）、电源（电动势约6V，内阻约1Ω）、单刀单掷开关S₁和单刀双掷开关S₂、导线若干．
供选择的器材有：电流表A₁（量程6mA）、电流表A₂（量程60mA）、电流表A₃（量程0.6A）．①电流表应该选

A₂

A₂

．
②实验操作步骤是：闭合开关S₁，电阻箱R₁选取合适的阻值，

闭合开关S₂至接线柱1

闭合开关S₂至接线柱1

，读取并记录

电阻箱R₁阻值和电流表的电流强度I₁

电阻箱R₁阻值和电流表的电流强度I₁

；电阻箱R₂选取合适的阻值，保持开关S₁闭合，

闭合开关S₂至接线柱2

闭合开关S₂至接线柱2

，读取并记录

电阻箱R₂阻值和电流表的电流强度I₂

电阻箱R₂阻值和电流表的电流强度I₂

．（明确写出读取并记录的物理量的名称和符号）
③电动势表达式E=

，内电阻表达式r=

．（用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示）