22.（15分）（2008年高考寧夏理綜卷22題）

I.右圖為一正在測量中的多用電表表盤.

（1）如果是用×10檔測量電阻，則讀數為             。

（2）如果是用直流10 mA檔測量電流，則讀數為             mA。

   （3）如果是用直流5 V檔測量電壓，則讀數為               V。

Ⅱ.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數。實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。

    （1）上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據計算的加速度a=                   (保留三位有效數字)。

(2)回答下列兩個問題：

  ①為測量動摩擦因數，下列物理量中還應測量的有         。（填入所選物理量前的字母）

  A.木板的長度l                     B.木板的質量m₁

  C.滑塊的質量m₂                   D.托盤和砝碼的總質量m₃

  E.滑塊運動的時間t

②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是                             。

 （3）滑塊與木板間的動摩擦因數＝                     （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）.與真實值相比，測量的動摩擦因數          （填“偏大”或“偏小” ）。寫出支持你的看法的一個論據：                                                                    

                                     。

22．Ⅰ．（1）60

（2）7.18

（3）3.59

Ⅱ．（1）0.495～0.497m/s²

（2）①CD

（3）

【解析】歐姆檔在最上面的一排數據讀取，讀數為6×10Ω=60Ω；電流檔測量讀取中間的三排數據的最底下一排數據，讀數為7.18mA；同樣直流電壓檔測量讀取中間的三排數據的中間一排數據較好，讀數為35.9×0.1V=3.59V。對紙帶的研究直接利用逐差法取平均值計算加速度。

13、（2008年高考海南物理卷13題）某同學用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑，測微器的示數如圖所示，該金屬絲直徑的測量值為         mm．

13．【答案】：2.793（2.791～2.795mm之間均可）

【解析】：測量值讀數為2.5mm＋0.01mm×29.3=2.793mm。

14、（2008年高考海南物理卷14題）一毫安表頭   滿偏電流為9.90 mA，內阻約為300 Ω．要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖所示．圖中，   是量程為2 A的標準電流表，R₀為電阻箱，R為滑動變阻器，S為開關，E為電源．

⑴完善下列實驗步驟：

①將虛線框內的實物圖按電路原理圖連線；

②將滑動變阻器的滑動頭調至        端（填“a”或“b”），電阻箱R₀的阻值調至零；

 ③合上開關；

 ④調節滑動變阻器的滑動頭，增大回路中的電流，

使標準電流表讀數為1 A；

 ⑤調節電阻箱R₀的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時標準電流表的讀數會      （填“增大”、“減小”或“不變”）；

 ⑥多次重復步驟④⑤，直至標準電流表的讀數為        ，同時毫安表指針滿偏．

⑵回答下列問題：

  ①在完成全部實驗步驟后，電阻箱使用阻值的讀數

為3.1 Ω，由此可知毫安表頭的內阻為        ．

②用改裝成的電流表測量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時流過電阻箱的電流為            A．

  ⑧對于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個可能影響它的準確程度的因素：

                                                                     。

14．【答案】：（1）①如圖；②b；⑤減��；⑥1A；（2）①310；②0.495（0.494～0.496均可）；③例如：電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續變化；標準表和毫安表頭的讀數誤差；電表指針偏轉和實際電流的大小不成正比等等。

【解析】：（1）將滑動變阻器的滑動頭調至b點是為了保護毫安表；在調節電阻箱時，由于接入回路的電阻增加，故電流表電流會減��；為了能成功改裝為1A的量程的電流表，需要通過調節滑動變阻器使標準電流表示數回到1A；（2）電阻箱的電阻讀數為3.1Ω，此時毫安表滿偏，電阻箱上的電流為1000mA－9.9mA=990.1mA，根據并聯電阻值與電流值成反比，可計算毫安表的內阻為310Ω；若毫安表半偏，電阻箱的電流也減半為495mA=0.495A；本實驗可能因電阻箱和滑動變阻器的阻值不能連續變化，導致標準電流表的示數無法精準顯示1A，還有電表本身讀數上的誤差，以及電表指針偏轉本身不是隨電流均勻偏轉等都可能影響改裝后的電流表的準確程度。

22.（18分）（2008年高考全國Ⅰ理綜卷22題）

Ⅰ.（6分）如圖所示，兩個質量各為m₁和m₂的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m₁＞m₂，現要利用此裝置驗證機械能守恒定律。

（1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程中進行測量，則需要測量的物理量有_________。

①物塊的質量m₁、m₂；

②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；

③物塊B下落的距離及下落這段距離所用的時間；

④繩子的長度。

（2）為提高實驗結果的準確程度，某小組同學對此實驗提出以下建議：

①繩的質量要輕；

②在“輕質繩”的前提下，繩子越長越好；

③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；

④兩個物塊的質量之差要盡可能小。

以上建議中確實對提高準確程度有作用的是_________。

（3）寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結果準確程度有益的建議：______________________________________________________________________________。

Ⅱ.（12分）一直流電壓表V，連成為1V，內阻為1000Ω�，F將一阻值在5000～7000Ω之間的固定電阻R₁與此電壓表串聯，以擴大電壓表的連成。為求得擴大后量程的準確值，再給定一直流電源（電動勢E為6～7V，內阻可忽略不計），一阻值R₂=2000Ω的固定電阻，兩個單刀開關S₁、S₂及若干導線。

（1）為達到上述目的，將答題卡上對應的圖連成一個完整的實驗電路圖.

（2）連線完成以后，當S₁與S₂均閉合時，電壓表的示數為0.90 V；當S₁閉合，S₂斷開時，電壓表的示數為0.70 V，由此可以計算出改裝后電壓表的量程為        V，電源電動勢為         V.

22、I（1）答案：①②或①③解析：通過連結在一起的A、B兩物體驗證機械能守恒定律，即驗證系統的勢能變化與動能變化是否相等，A、B連結在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的，故不需要測量繩子的長度和B上升的距離及時間。

（2）答案：①③。解析：如果繩子質量不能忽略，則A、B組成的系統勢能將有一部分轉化為繩子的動能，從而為驗證機械能守恒定律帶來誤差；若物塊搖擺，則兩物體的速度有差別，為計算系統的動能帶來誤差；繩子長度和兩個物塊質量差應適當。

（3）答案：對同一高度進行多次測量取平均值；或選取受力后相對伸長量盡量小的繩；（個人補充：盡量減小滑輪的質量、對滑輪轉動軸進行潤滑、選擇質量相對較大的物塊A、B）

解析：多次取平均值可減少測量誤差，繩子伸長量盡量小，可減少測量的高度的準確度。（個人補充解析：實驗過程中，滑輪也會轉動，其能量同樣來源于A、B組成的系統，故應減小滑輪的質量。）

II.答案：7，6.3（1）將待測電壓表與標準電阻串聯后與電源連接即可。設電源電動勢為E，則由閉合電路歐姆定律，當兩開關都閉合時，R₂被短路，有：U₁=E當S₁閉合，S₂斷開時，E=U₂+(R₁+R₂)；解兩式得：R₁=6000Ω ，E=6.3V；根據串聯分壓原理，可得電壓表量程為7V。

22． （18分）（2008年高考全國Ⅱ理綜卷22題）

（1）（5分）某同學用螺旋測微器測量一銅絲的直徑，測微器的示數如圖所示，該銅絲的直徑為__________mm．

（2）（13分）右圖為一電學實驗的實物連線圖． 該實驗可用來測量待測電阻R_x的阻值(約500Ω)． 圖中兩具電壓表量程相同， 內阻都很大． 實驗步驟如下：

①調節電阻箱， 使它的阻值R₀與待測電阻的阻值接近； 將滑動變阻器的滑動頭調到最右端．

②合上開關S．

③將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動， 使兩個電壓表指針都有明顯偏轉．

④記下兩個電壓表V1和V2的讀數U₁和U₂

⑤多次改變滑動變阻器滑動頭的位置， 記下V1和V2的多組讀數U₁和U₂

⑥求R_x的平均值．

回答下面問題:

（Ⅰ）根據實物連線圖在虛線框內畫出實驗的電路原理圖，其中電阻箱的符號為， 滑動變阻器的符號為，其余器材用通用的符號表示。

（Ⅱ）不計電壓表內阻的影響，用U₁、U₂和R₀表示R_x的公式為R_x=___________

（Ⅲ）考慮電壓表內阻的影響， 用U₁、U₂、R₀、V1的內阻r₁、V2的內阻r₂表示R_x的公式為R_x=__________________

22、（1）4.592～4.594；

（2）I電路如圖：.

II

III.

解析：（1）螺旋測微器固定刻度部分讀數為4.5mm，可動刻度部分讀數為0.093mm,所以所測銅絲直徑為4.593mm。

（2）不計電壓表內阻，根據串聯分壓原理，有：

（3）可考電壓表內阻影響，則R_０與R_ｖ１的并聯電阻與R_ｘ與Ｒ_ｖ２的并聯電阻串聯分壓，即：解得：。

21．（8分）（2008年高考北京理綜卷21題）

（1）用示波器觀察某交流信號時，在顯示屏上顯示出一個完整的波形，如圖。經下列四組操作之一，使該信號顯示出兩個完整的波形，且波形幅度增大。此組操作是                     。（填選項前的字母）

A．調整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕

B．調整X增益旋鈕和掃描微調旋鈕

C．調整掃描微調旋鈕和Y增益旋鈕

D．調整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕

（2）某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系，并測彈簧的勁度系數k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數值記作L₀，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₁;彈簧下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₂;……;掛七個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₂。

①下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是            和                           ．

測量記錄表：

代表符號

L₀

L₁

L₂

L₃

L₄

L₅

L₆

L₇

刻度數值/cm

1．70

3．40

5．10

8．60

10．3

12．1

②實驗中，L₃和L₂兩個值還沒有測定，請你根據上圖將這兩個測量值填入記錄表中。

③為充分利用測量數據，該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：

。

請你給出第四個差值：d_A=         ＝          cm。

④根據以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量。用d₁、d₂、d₃、d₄

表示的式子為：＝                               ，

代入數據解得＝                   cm。

⑤計算彈簧的勁度系數k＝            N/m。（g取9．8m/s²）

21、（1）C     【解析】調整掃描微調旋鈕，使該信號顯示出兩個完整的波形，調整Y增益旋鈕，使波形幅度增大。

（2）①l₅ ；l₆；②6.85(6.84-6.86) ；14.05(14.04-14.06)；

③l₇－l₃ ；7.20(7.18-7.22) ；④

【解析】讀數時應估讀一位，所以其中l_{5 、} l₆兩個數值在記錄時有誤。

（1）他分別將L₁、L₂接入圖（a）中的虛線框位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數為6V時，發現燈泡均能正常發光。在圖（b）中用筆線代替導線將電路連線補充完整。

（2）接著他將L₁和L₂串聯后接入圖（a）中的虛線框位置，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數為6V時，發現其中一個燈泡亮而另一個燈泡不亮，出現這種現象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

現有如下器材：電源E（6V，內阻不計），燈泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₃（6V，10W），單刀雙擲開關S。在圖（c）中設計一個機動車轉向燈的控制電路：當單刀雙擲開關S與1相接時，信號燈L₁亮，右轉向燈L₂亮而左轉向燈L₃不亮；當單刀雙擲開關S與2相接時，信號燈L₁亮，左轉向燈L₃亮而右轉向燈L₂不亮。

18．【答案】：（1）如圖b

（2）由于R_L2比R_L1小得多，燈泡L₂分得的電壓很小，雖然有電流渡過，但功率很小，不能發光。

（3）如圖c

【解析】：由于燈泡L₂和L₁額定電壓相同，燈泡L₂功率大得多，故R_L2比R_L1小得多，燈泡L₂分得的電壓很小，雖然有電流渡過，但功率很小，不能發光。

19．（10分）（2008年高考上海物理卷19題）如圖所示是測量通電螺線管A內部磁感應強度B及其與電流I關系的實驗裝置。將截面積為S、匝數為N的小試測線圈P置于螺線管A中間，試測線圈平面與螺線管的軸線垂直，可認為穿過該試測線圈的磁場均勻。將試測線圈引線的兩端與沖擊電流計D相連。撥動雙刀雙擲換向開關K，改變通入螺線管的電流方向，而不改變電流大小，在P中產生的感應電流引起D的指針偏轉。

（1）將開關合到位置1，待螺線管A中的電流穩定后，再將K從位置1撥到位置2，測得D的最大偏轉距離為d_m，已知沖擊電流計的磁通靈敏度為D_φ， D_φ＝，式中為單匝試測線圈磁通量的變化量。則試測線圈所在處磁感應強度B＝＿＿＿＿＿＿；若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時間為Δt，則試測線圈P中產生的平均感應電動勢ε＝＿＿＿＿。

實驗次數

I（A）

B（×10^－3T）

1

0.5

0.62

2

1.0

1.25

3

1.5

1.88

4

2.0

2.51

5

2.5

3.12

（2）調節可變電阻R，多次改變電流并撥動K，得到A中電流I和磁感應強度B的數據，見右表。由此可得，螺線管A內部在感應強度B和電流I的關系為B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）（多選題）為了減小實驗誤差，提高測量的準確性，可采取的措施有

（A）適當增加試測線圈的匝數N

（B）適當增大試測線圈的橫截面積S

（C）適當增大可變電阻R的阻值

（D）適當撥長撥動開關的時間Δt

19．【答案】：（1），    

（2）0.00125I（或kI）      

（3）A，B

【解析】：（1）改變電流方向，磁通量變化量為原來磁通量的兩倍，即2BS，代入公式計算得B=，由法拉第電磁感應定律可知電動勢的平均值ε＝。

（2）根據數據可得B與I成正比，比例常數約為0.00125，故B=kI（或0.00125I）

（3）為了得到平均電動勢的準確值，時間要盡量小，由B的計算值可看出與N和S相關聯，故選擇A、B。

22. （2008年高考理綜天津卷） (16分)  (1)用螺旋測微器測量金屬導線的直徑，其示數如圖所示，該金屬導線的直徑為                     mm。

(2)用下列器材組裝成描繪電阻R伏安特性曲線的電路，請將實物圖連線成為實驗電路。

    微安表μA(量程200μA，內阻約200)；

    電壓表V(量程3V，內阻約10K)；

    電阻R(阻值約20k)；

    滑動變阻器R(最大阻值50，額定電流1 A)．

    電池組E(電動勢3V，內阻不計)；

開關S及導線若干。

 (3)某同學利用單擺測定當地重力加速度，發現單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離當作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應的周期T，畫出L一T²圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標如圖所示。他采用恰當的數據處理方法，則計算重力加速度的表達式應為g=               。請你判斷該同學得到的實驗結果與擺球重心就在球心處的情況相比，將                 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)

22、【答案】（1）1.880（1.878－1.882均正確）（每空2分）

【解析】題目考查螺旋測微器的讀數

螺旋測微器的讀數方法是1、先讀固定尺上的讀數為1.5mm,

2、讀可動刻度為38.0與精確度0.01相乘得到0.380mm，

3、固定讀數與可動讀數相加即為最終結果，1.5mm＋0.380mm=1.880mm

（2）【答案】實物連接如圖

從題目中給的電壓表的內阻和電流表的內阻以及待測電阻R₀的阻值可以判斷測量電路要用伏安法的內接法，變阻器的電阻比較小，所以電源電路采用分壓法。

（3）【答案】   相同

【解析】題目考查了用單擺測重力加速度

設A、B的擺線長為L_A和L_B，擺線到重心的距離為L¹，所以A、B的兩處的擺長分別為L_A＋L¹和L_B＋L¹，根據周期公式得則  （1）    （2）      （2）－（1）得

  從式子中可以看出，最終的結果與重心的位置無關，所以不影響g值的測量。

22.（請在答題卡上作答）（17分）

（1）（2008年高考重慶理綜卷）某實驗小組擬用如題22圖1所示裝置研究滑塊的運動.實驗器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板，以及由漏斗和細線組成的單擺等.實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時單擺垂直于紙帶運動方向擺動，漏斗漏出的有色液體在紙帶帶下留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置.

①在題22圖2中，從               紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致.

②用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有：         、         （寫出2個即可）.

（2）（2008年高考重慶理綜卷）某研究性學習小組設計了題22圖3所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關系.圖中E為直流電源，K為開關，K₁為單刀雙擲開關，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，R_x為待測稀鹽水溶液液柱.

①實驗時，閉合K之前將R的滑片P置于            （填“C”或“D”）端；當用電流表外接法測量R_x的阻值時，K₁應置于位置            （填“1”或“2”）.

②在一定條件下，用電流表內、外接法得到R_x的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如題22圖4所示（不計由于通電導致的化學變化）.實驗中R_x的通電面積為20 cm²，長度為20 cm，用內接法測量R_x的阻值是3500Ω，則其電阻率為         Ω?m，由圖中對應曲線        

（填“1”或“2”）可得此時溶液濃度約為         %（結果保留2位有效數字）.

22.（1）

①  B   

②擺長測量、漏斗重心變化、液體痕跡偏粗、阻力變化……

（2）

①   D         1   

②   35        1   

22、（1）本題考查勻加速運動和單擺的運動， 本題中等難度題目。要使速度和加速度方向相同，則只有B，因為B中相等時間內紙帶運動的距離越來越大。用該方法測量加速度的誤差主要來源有：擺長的測量。漏斗重心的變化，液體痕跡偏粗、阻力變化等。

（2）本題考查電阻率測量這個實驗。閉合K之前，應將R的滑片位置置于D端，這樣可保證電表的安全。用電流表外接法測電阻時，K應置于1位置。

根據電阻定律得： 得：,內接法使得測量值偏大，對應的電阻率也偏大，所以對應的曲線為1.由測量得電阻率和圖象可得溶液濃度約為0.011----0.014之間。

22．（17分）（2008年高考理綜四川卷）

    I．（9分）一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉動。盤邊緣上固定一豎直的擋光片。盤轉動時擋光片從一光電數字計時器的光電門的狹縫中經過，如圖1 所示。圖2為光電數字計時器的示意圖。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光線被遮住的時間。

    擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結果如圖3所示。圓盤直徑用游標卡尺測得，結果如圖4所示。由圖可知，

    （l）擋光片的寬度為_____________mm。

    （2）圓盤的直徑為_______________cm。

    （3）若光電數字計時器所顯示的時間為50.0 ms，則圓盤轉動的角速度為_______弧度/秒（保留3位有效數字）。

    Ⅱ．（8分）圖為用伏安法測量電阻的原理圖。圖中， 為電壓表，內阻為4000Ω；為電流表，內阻為50Ω。E為電源，R為電阻箱，R_x為待測電阻，S為開關。

    （l）當開關閉合后電壓表讀數U＝l.6V，電流表讀數I＝2.0mA。若將作為測量值，所得結果的百分誤差是____________。

    （2）若將電流表改為內接。開關閉合后，重新測得屯壓表讀數和電流表讀數，仍將電壓表讀數與電流表讀數之比作為測量值，這時結果的百分誤差是______________。

   (百分誤差 )

22、I （1）10.243 

（2）24.220

（3）1.69

II  （1）20%

（2）5%

解析：I  由螺旋測微器與游標卡尺的讀數規則可得兩者的讀數．mm，mm=24.220cm．

圓盤轉動的角速度為，而，綜合兩式并代入數據可得：rad/s．

II  （1）測量值為，因電流表外接，所以，故真實值為，對應的百分誤差．

（2）電流表內接時，百分誤差．

必做題

lO．(8分) （2008年高考江蘇物理卷）某同學想要了解導線在質量相同時，電阻與截面積的關系，選取了材料相同、質量相等的5卷導線，進行了如下實驗：

(1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如下圖所示．

  讀得直徑d＝　　　　　　ｍｍ．

（2)該同學經實驗測量及相關計算得到如下數據：

  電阻�。�

    (Ω)

121.O

50.O

23.9

IO.O

3.1

導線直徑　d

    (ｍｍ)

O.80l

0.999

1.20l

1.494

1.998

導線截面積　S

  (ｍｍ^２)

O.504

0.784

1.133

1.753

3.135

      請你根據以上數據判斷，該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關系?若滿足反    比關系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應滿足的關系．

 (3)若導線的電阻率ρ=5.1×10^-7Ω?m，則表中阻值為3.1Ω的導線長度l=        ｍ(結

    果保留兩位有效數字)

10、答案：（1）1.200   (2)不滿足，R與S²成反比（或RS²=常量）（3）19

解析：（1）外徑千分尺讀數先可動刻度左邊界露出的主刻度L，如本題為1mm，再看主尺水平線對應的可動刻度n，如本題為20.0，記數為L+n×0.01=1+20.0×0.01=1.200mm。注意的是讀L時，要看半毫米刻度線是否露出，如露出，則記為1.5或2.5等。

（2）直接用兩組R、S值相乘（50×0.784=39.2，10.0×1.753=17.53），可得RS明顯不相等，可迅速判斷結果“不滿足”；并同時可簡單計算50.0×0.999⁴≈50×1，10×1.494⁴≈10×1.5⁴=50，兩者接近相等，即R與d的四次方成反比，可迅速得出R與S²成反比。計算時選擇合適的數據可使自己計算簡單方便，如本題中的（50.0，0.999，0.784）和（10.0，1.494，1.753）。

（3）根據有：=≈19

11．(10分) （2008年高考江蘇物理卷）某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H。將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．

  (1)若軌道完全光滑，s²與h的理論關系應滿足s²＝　　　　　　(用H、h表示)．

  (2)該同學經實驗測量得到一組數據，如下表所示：

h(10^－１m)

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

s² (10^－１ｍ^２)

2.62

3.89

5.20

6.53

7.78

請在坐標紙上作出s²--h關系圖．

(3)對比實驗結果與理論計算得到的s²--h關系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率           (填“小于”或“大于”)理論值．

(4)從s²--h關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是        ．

 11．答案：（1）4Hh（2）見圖

（3）小于 （4）摩擦，轉動（回答任一即可）

解析：（1）根據機械能守恒，可得離開軌道時速度為，由平拋運動知識可求得時間為，可得.

（2）依次描點，連線，注意不要畫成折線。

（3）從圖中看，同一h下的s²值，理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運動水平射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率。

（4）由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機械能減小，因此會導致實際值比理論值小。小球的轉動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉化成轉動能的這一部分，也會導致實際速率明顯小于“理論”速率（這一點，可能不少同學會考慮不到）。