Question

Ⅰ．（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量．以下步骤仅是实验操作中的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按正确的顺序排列：    （填代号）．
A．把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来
B．用天平称出重锤的质量
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过电火花打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3～5条符合要求的纸带
G．接通电源
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出由静止开始下落的距离h，以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的    ，就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是    ．
Ⅱ．如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路，表格中记录的是某次实验的测量数据．

实验 序号	1	2	3	4	5	6	7	8
U（V）	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I（A）	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（1）下列电源和滑动变阻器可供选择的是    ．
A．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C．电动势为3V，内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E．电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
（2）在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中，滑动变阻器的滑片移动的方向是    （选填“a→b”或“b→a”）．
（3）在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而    （填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中，定值电阻R=24Ω，电源电动势E=3V、内阻r=1Ω，则在这个电路中，小灯泡的电阻大小为    Ω．

Answer 1

【答案】分析：I、（1）根据验证机械能的守恒的原理及表达式可得出需要的步骤，并按实验的要求得出正确的顺序； （2）由机械能守恒定律的表达式可得出函数关系，结合图象知识可选出合适的图象及斜率的含义；
II、（1）由实验电路可知滑动变阻器的接法，则可选出正确的滑动变阻器；由表中数据可得出应需要的电源；
（2）滑动变阻器的使用中应保证电路中电流由小到大，根据分压知识可得出正确的移动方向；
（3）小灯泡的伏安特性曲线中斜率表示小灯泡的电阻，由斜率可得出小灯泡电阻的变化；
（4）在图中描出电源的伏安特性曲线，两线相交点为灯泡的工作点，由图象可得出灯泡的工作电压及电流，则可求出此时灯泡的电阻．
解答：解：I、（1）在本实验中由于采用了打电计时器，故不需要有用秒表；在数据处理中，质量m可以约去，故质量也不需要测量，只需验证gh=v₂即可； 故BD多余；
而在实验中应先安装仪器，再进行实验； 同时还要注意先接通电源再放纸带； 本实验中应多次测量，故实验中的步骤应为：ACGEF；
（2）本实验需要验证gh=v₂；即=gh； 故图象应为直线，图象的斜率为重力加速度g：
II、（1）由电路可知，本实验滑动变阻器采用的是分压接法，故实验中应选用小电阻；由表中数据可知，电压值达到了3V，因电源有内阻，故无法达到最大电动势，故电源应选大于3V的，故选D；
（2）开始时，应要求待测电路的电压从零开始再逐渐变大，故滑片应从a到b滑动；
（3）由表中数据利用描点法，并用平滑的曲线将各点相连，如图所示；
由图可知，图象的斜率越大越大，故小灯泡的电阻越来越大；
（4）将定值电阻等于为电源内阻，故内源电动势为3V；内阻r=24+1=25Ω；将电源的伏安特性曲线在图中做出，两图象的交点为电源与灯泡串联时的工作点，由图可知，灯泡的工作电压为为0.5V，电流为0.10A，故灯泡的电阻R==5Ω；
故答案为：I、（1）ACGEF；（2）B； 重力加速度；
II、（1）D；（2）a→b；（3）增大；（4）5．

点评：本题考查小灯泡的伏安特性曲线及机械能守恒定律的验证，在解题时，要注意实验的注意事项及掌握好正确的实验步骤； 同时最后一问中，由于灯泡的电阻随温度变化，故一定要明确不能直接由闭合电路欧姆定律求出，只能通过作图的方式得出工作电压及电流．