实验题增分练(四)1．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门。有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H。则：(1)小球经过光电门B时的速度vB＝________。(2)多次改变高度H，重复上述实验，作出H的变化图像如图乙所示，当图线斜率k＝________时(用已知量g、d表示)，可判断小球下落过程中机械能守恒。(3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，ΔEp－ΔEk将________(选填“增加”“减小”或“不变”)。解析：(1)已知经过光电门时的时间和小球的直径，则可以用平均速度表示经过光电门时的速度，故vB＝。(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有：mgH＝mvB2；即2gH＝2解得：＝H结合图像，则有：k＝。(3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，ΔEp－ΔEk将增加。答案：(1)(2)(3)增加2．根据所学知识回答下列问题：(1)某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1B．量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3那么他选择的电压表应该是________(填A、B或C)，将它串联一个R＝________kΩ的电阻就可以改装成量程为9V的电压表。(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，来测量一电源的电动势及内阻，在下面线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时，电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。解析：(1)V1、V2的内阻不确定而量程又不合适，故应选择量程为3V的电压表C进行改装，串联电阻可列式为＝，得R＝6kΩ。(2)本实验的原理为：U＝E－Ir，利用变阻箱和电压表可获取电流I，故电路如图示结构。(3)设U0为改装电压表的示数，E为电源电动势，则电阻箱两端电压为3U0，把两组实验数据分别代入3U0＝E－r有3×1.5V＝E－r和3×2V＝E－r，联立得：E＝7.5V，r＝10Ω。答案：(1)C6(2)见解析图(3)7.510
