某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图1，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS-0
题型：宿迁模拟难度：来源：
| △ti （10-3s） | vi=
（m•s-1） | △Eki=
| △hi （m） | Mg△hi | |||||||
| 1 | 1.21 | 3.13 | |||||||||
| 2 | 1.15 | 3.31 | 0.58M | 0.06 | 0.58M | ||||||
| 3 | 1.00 | 3.80 | 2.24M | 0.23 | 2.25M | ||||||
| 4 | 0.95 | 4.00 | 3.10M | 0.32 | 3.14M | ||||||
| 5 | 0.90 | 0.41 | |||||||||
（1）根据平均速度的定义v=
（2）根据题意可知： V5═
根据：，△Ek5=
将v=4.22m/s带入解得：△Ek5=4.00M J Mg△h5=4.02M． （3）根据表中数据可知物体动能的增加量和重力势能的减小量基本相等，因此在误差范围内，可以得出物体机械能守恒的结论． （4）根据实验可知：重力势能的减少量等于动能的增加量，即有：△Ek=mg△h成立，故△Ek-△h图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确． 故答案为：（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 （2）4.22； 4.00M； 4.02M （3）在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增量 （4）C | |||||||||||
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f，的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图1所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则： ①从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=______，重锤动能的增加量为△EK______． ②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=______，它和当地的重力加速度g进行比较，则a______g（填大于，等于，小于）． （2）如图2给出器材为：电源E（电动势为12V，内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表  （量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K．现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V． （Ⅰ）在图2中连线，画成实验电路原理图． （Ⅱ）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方． a．接好实验电路． b．______． c．合上K，并将探针P与A相接触． d．______． e．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上． f．将探针与某一基准点相接触，______，这一点是此基准的等势点．用探针把这一点的位置也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其它等势点． g．重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点．取出白纸画出各条等势线． （3）如图3是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω．如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是______（选填“×10”、“×100”或“×1K”）．换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是______． | |||||||||||
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对下图纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律． （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上； C．用天平测出重锤的质量； D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带； E．测量纸带上某些点间的距离； F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能． 其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______． （2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如下图所示．使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=______．（用s1、s2、s3、s4及f表示） （3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______．试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小F=______． | |||||||||||
| （1）光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其面板结构如图1甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收的装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可显示物体的挡光时间，现用图乙所示装置做“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验，图1乙中1为小钢球，2和3是固定在铁架台适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让小钢球从两个光电门正上方某高度处自由落下，光电门2和3各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s用游标卡尺测量小钢球的直径d，此时卡尺游标部分如图丙所示． ①读出小球的直径d=______cm． ②小钢球通过光电门2中心的速度v1=______m/s，小钢球通过光电门3中心的速度v2=______m/s．（保留两位有效数字） ③为子验证机械能守恒定律，除了计算小钢球通过光电门的速度外，还需要用工具直接测量的物理量有______（选填下列选项） A．小钢球的质量 B．重力加速度 C．光电门2中心到3中心的高度 D．小钢球通过光电门2中心到3中心的时间  （2）现要求用下列提供的器材测量一节干电池的电动势E．干电池（电动势约为1.5V，内阻末知）电流表（量程为30mA，内阻约为10Ω）阻值为30Ω和40Ω的定值电阻各一个开关S1、S2，导线若干 ①根据所给器材，在图2的两个电路原理图中，应选择图______．（填“甲”或“乙”） ②在所选择的电路中原理图中，R1应选择阻值为______Ω的定值电阻． ③若在用所选择的电路原理图测量中，闭合开关S1、S2时，电流表的读数如图2丙所示，闭合开关S1、断开S2时，电流表的读数如图2丁所示，则待测干电池的电动势E=______V（保留三位有效数字）． | |||||||||||
利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动．将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动．从某时刻计时，打印后的纸带如图所示，纸带中AB、BC、CD…每两点之间的时间间隔为0.10s，数据如表格所示． |
