◎ 题目

I．教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干．为了完成“验证机械能守恒定律”的实验，你还必须领 取______，正确安装实验装置后，在释放纸带之前，应把重物提高到______的地方．某同学选用不同的器材，在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带，第一个打点均为O，在甲纸带上任选6个连续的打点A、B、C、D、E、F，它们到O的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm；同样在乙纸带上任选6个连续的打点A′、B′、C′、D′、E′、F′，它们到O的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36.10cm． 根据甲纸带的数据可知，m=0.2kg的重物由B点运动到E点重力势能的减少量等于 ______，动能的增加量等于______（当地的重力加速度取g=9.8m/s2）．分析这位同学的两组实验数据，指出哪组不符合实验要求，并说明原因． II．现有如下所示的实验器材（示意图），要完成伏安法“测定干电池的电动势和内阻”实验 （1）请选用器材并在实物连线图上完成必需的导线连接． （2）若测得的实验数据如下表，请用作图法求出干电池的电动势和内阻． 电压（U/V） 1.48 1.44 1.38 1.30 1.20 1.08 电流（I/A） 0.05 0.10 0.15 0.25 0.35 0.50 （3）若上图中所给的电流表已被损坏，用剩余器材能否测定干电池的电动势和内阻？如能的话，请选定器材并给出电路图．

◎ 答案

I、（1）使用电磁打点计时器时，必须提供低压交流电源才能工作，故还必须领取低压交流电源．正确安装实验装置后，在释放纸带之前，应把重物提高到靠近打点计时器处，否则释放重物后，纸带开始一段空白，造成需要测量的点不够，纸带也浪费． B到E的距离即等于重物下落的高度h，由题得，h=37.63cm-23.23cm=14.14cm=0.1414m．重物由B点运动到E点重力势能的减少量为△EP=mgh=0.2×9.8×0.1414J≈0.278J． 用AC间的平均速度代替B点的瞬时速度，则得 vB= AC 2T ，用DF间的平均速度代替E点的瞬时速度，得，vE= DF 2T = 0.4320-0.3245 2×0.02 =2.69m/s，则得动能的增加量为△Ek= 1 2 m v 2E - 1 2 m v 2B ，代入解得，△Ek=0.277J． 通过乙纸带的数据计算可知：其对应的重物在运动过程中，重力势能的减少量比动能的增加量大得多，不符合实验要求的阻力远小于重力的条件．出现这种情况的原因可能有：选择的重物密度太小；打点计时器的安装及实验过程中没有考虑去除阻力的影响． II． （1）设计出用伏安法测定干电池的电动势和内阻如右图，连接实物图如下图． （2）作出U-I图象如图，由图象读出纵轴的截距U=1.52V，则电动势E=U=1.52V，斜率的大小等于内阻，则r= △U △I = 1.52-1.07 0.5 Ω=0.90Ω （3）能．若上图中所给的电流表已被损坏，可以采用电阻箱与电压表配合进行测量，选择图中电池、电键、电压表和电阻箱等实验器材．电路图如右所示． 故答案为： Ⅰ低压交流电源；靠近打点计时器；0.278J，0.277J．乙同学不符实验要求． Ⅱ（1）连接实物如图． （2）作出图象如图，干电池的电动势和内阻分别为1.52V和0.90Ω． （3）能．选择图中电池、电键、电压表和电阻箱等实验器材．电路图如图所示．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“I．教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干．为了完成“验证机械能守恒定律”的实验，你还必须领取______，…”主要考查了你对  【实验：测定电池的电动势和内阻】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。