Question

（2013?淄博一模）（1）如图，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为△t₁、△t₂，滑块运动通过光电门B时，钩码未落地．

①本实验中需要用到的器材有

AB

（填字母序号）．
A．天平    B．刻度尺    C．打点计时器    D．秒表    E．测力计
②验证本系统机械能守恒的原理表达式为

mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²

（用已知量和能直接测量的量表示）．
③下列因素中可能增大实验误差的是

AD

（填字母序号）．
A．气垫导轨未调水平
B．滑块质量M和钩码质量m不满足m=M
C．遮光条宽度太小
D．两光电门间距过小
（2）在一次实验技能比赛中，一同学设计了如下电路来测电源的电动势和内阻．
该同学选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路（图甲是其电路原理图），其中R₀是保护电阻．

①该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其它器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是

jd部分断路

，（请用接线柱处的字母去表达）．
②该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U-I图线如图所示．

根据图线求出电池的电动势E=

1.48

V，内阻r=

0.50

Ω．
③若保护电阻R₀的阻值未知，该电源的电动势E、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R₀的阻值．该条线是

jd

，需改接为

je

．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U、电流表示数为I，电源的电动势用E表示．内电阻用r表示，则R₀=

E-U

I

-r

．

Answer 1

分析：（1）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
所以我们可以通过比较mgs和

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²的大小来验证机械能守恒定律．
（2）电源的U-I图象与纵轴的交点的纵坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．

解答：解：（1）①A、需要天平测量质量，故A正确
B、需要刻度尺测量距离，故B正确
C、有了光电门计时器，不需要打点计时器呢，也不需要秒表呢．故C、D错误
E、不需要测力计，故E错误
故选AB．
②滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs_AB，系统动能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
验证本系统机械能守恒的原理表达式为mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③下列因素中可能增大实验误差的是
A．气垫导轨未调水平，M的重力势能也会改变，故A正确
B．滑块质量M和钩码质量m不满足m=M，对该实验没有影响，故B错误
C．遮光条宽度太小，有利于减小误差，故C错误
D．两光电门间距过小，有利于增大误差，故D正确
故选AD．
（2）①该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其它器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是jd部分断路
②该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U-I图线如图所示．
由如图图象可知，电源电动势E=1.48V，
电源内阻r=

△U

△I

=0.50Ω．
③若保护电阻R₀的阻值未知，该电源的电动势E、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R₀的阻值．该条线是jd，需改接为je．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U、电流表示数为I，电源的电动势用E表示．内电阻用r表示，
根据闭合电路欧姆定律得E-U=I（R₀+r）
则R₀=

E-U

I

-r．
故答案为：（1）①AB
②mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③AD
（2）①jd部分断路
②1.48；0.50
③jd；je；

E-U

I

-r

点评：处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．要掌握应用图象法处理实验数据，会根据图象求电源电动势与内阻；会分析测电源电动势与内阻实验的故障问题．