Question

（1）在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中：

①下面敘述正確的是

BD

．
A、應該用天平稱出物體的質量．
B、應該選用點跡清晰，第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶．
C、操作時應先放紙帶再通電．
D、打點計時器應接在電壓為4～6V的交流電源上．
②有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，重錘，低壓交流電源，導線，電鍵，天平．其中不必要的器材有

天平

；缺少的器材是

刻度尺

．
③實驗中用打點計時器打出的紙帶如圖所示，其中，A為打下的第1個點，C、D、E、F為距A較遠的連續選取的四個點（其他點未標出）．C、D、E、F到A的距離分別為s₁，s₂，s₃，s₄，重錘的質量為m，電源的頻率為f，實驗地點的重力加速度為g．根據以上條件寫出：打下D點時重錘速度表達式v=

1

2

f（

S

3

-

S

1

）

，重錘重力勢能減少量表達式△E_p=

mg

S

2

，重錘動能增加量表達式△E_x=

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

． （用s₁，s₂，s₃，s₄，m，f，g等字母表達）
（2）在測量電源的電動勢和內阻的實驗中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學設計了如圖所示的實物電路．
①試驗時，應先將電阻箱的電阻調到

最大值

．（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
②改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R₀=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是

2

．（選填“1”或“2”）

方案編號	電阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

③根據實驗數據描點，繪出的

1

U

-R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在

1

U

坐標軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=

1

kR   0

，內阻r=

b

k

-R

0

（用k、b和R₀表示）

Answer 1

分析：利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗，不需要測量質量，因用自由落體運動驗證機械能守恒，故需要確定開始下落點．做實驗前可以先寫出機械能守恒定律表達式，再分析出需要測量的量和不需要測量的量．

解答：解：（1）①、由mgh

1

2

m

V

2

知不需要測量重錘質量，故不需要天平，這是用自由落體運動驗證機械能守恒定律，由h=

1

2

g

t

2

求出第一個打點周期內重錘自由下落距離為h=

1

2

×9.8

×0.02

2

=2mm，故B正確，操作時應先先通電再釋放紙帶，C錯誤，顯然D正確，故正確選項為BD．
 ②、由上面分析知不必要的器材有天平；缺少的器材是刻度尺．
③、由

V

t 2

=

X

t

得，

V

D

=

X   CE

2T

=

S   3 -S   1

2 1 f

=

1

2

f（

S

3

-S

1

），故打下D點時重錘速度表達式為

V

D

=

1

2

f（

S

3

-S

1

），
重錘重力勢能減少量表達式△

E

p

=mg

S

2

，重錘動能增加量表達式△

E

k

=

1

2

m

V

2 D

，將以上速度值代入△

E

k

=

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

（2）①、試驗時，應先將電阻箱的電阻調到最大值，以保護電壓表．
      ②、由閉合電路歐姆定律有E=U+

U

R   0

（r+R），可知當R與r接近時測量誤差小，故應選方案2   
  ③、由閉合電路歐姆定律有E=U+

U

R   0

（r+R），可整理為

1

U

=

1

ER   0

．R+

R   0 +r

ER   0

，則k=

1

ER   0

，b=

R   0 +r

ER   0

，解得E=

1

kR   0

，r=

b

k

-R

0

故答案為（1）①BD，②天平，刻度尺，③為

1

2

f（

S

3

-S

1

），mg

S

2

，

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

        （2）①最大值，②2，③

1

kR   0

，

b

k

-R

0

點評：用伏歐法測電動勢和內阻實驗，需先根據閉合電路歐姆定律列出表達式，再整理出關于

1

U

與R的一次函數形式，然后通過斜率和截距求出E和r的值．