- 验证机械能守恒定律
- 共87题
（1）①用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（表电表内部电源的负极相连）接F点，阻值秀小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
②在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。
电压表V 量程3V 内阻约为900
电压表V 量程10V 内阻约为3K
电压表A 量程60mA 内阻约为5
电源E1 电动势1.5V 内阻约为0.2
电源E2 电动势4.5V 内阻约为0.4
滑动变阻器（最大阻值为10
其主要实验步骤如下：
A.选取图中器材，按示意图连接电路
B.用伏安法测定电阻丝的阻值R
C.用刻度尺没出电阻丝的长度L
D.依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、C
E.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系
为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。
1：
2 ：
（2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）
A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm
C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm
正确答案
解析
①红表笔接F，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进，电流方向E到F，只有B正确。
②根据电动势的大小和电压表的量程不能选择10V，电路图选择V1当然正确。为减小测量误差要求电压表的指针偏转过半，故1.5V的电动势太小，电源E1应该选为E2。
由于
（2）答案C
解析验证机械能守恒定律采用重锤的自由落体实现，所以相邻的0.02s时间内的位移增大量为
知识点
利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
（1）实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；
②用游标卡尺测量挡光条的宽度
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量
（2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少
（3）如果
正确答案
（1）②9.30
③60.00
（2）①
②
③
（3）
解析
由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。
知识点
现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________。动能的增加量可表示为________。若在运动过程中机械能守恒，
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
以s为横坐标，
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
正确答案
（1）
（2）图略；2.40
解析
（1）重力势能的减少量
到达B点的速度为 
若在运动过程中机械能守恒，
（2）利用图像可求得斜率为2.40×104m-1·s-2。利用实验数据分别进行逐差法得直线斜率为2.399×104m-1·s-2，保留3位有效数字为2.40×104m-1·s-2。
知识点
一、（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。
二、太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________
三、利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度
a用刻度尺测出物体下落的高度
b用刻度尺测出物体下落的高度
c根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度
d用刻度尺测出物体下落的高度
以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）
正确答案
一、（1）0.617（0.616～0.619）
（2）0.675
二、（1）如图
（2）很大；1.0×103（965～1040）
三、d
解析
一、（1）0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm
（2）0.6cm+15×0.05mm=0.675cm
二、（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如图
（2）在电压小于2.00V时，由图可读出电流很小，由
当电压为2.80V时，根据题图读出UI，由
三、物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，ab错误。物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，c错误。d为验证机械能守恒定律的实验测量方案，正确。
知识点
图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有——。(填入正确选项前的字母)
a米尺
b秒表
c0～12V的直流电源
d0～I2V的交流电源
（2）实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因)
正确答案
（1）ad
（2）纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差。
解析
略
知识点
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