Question

（1）若在示波器的Y輸入”和“地”之間加上如圖甲所示的電壓，而掃描范圍旋鈕置于“外X”檔，則此時屏上應出現的情形是圖乙中的

C

．

（2）某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恒．
①實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，利用現有器材如何判斷導軌是否水平？
②如圖所示，用10分度的游標卡尺測得遮光條的寬度d=

0.50

cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=1.25×10^-2s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為

0.4

 m/s．在本次實驗中還需要測量的物理量有：滑塊（含遮光條）的質量M以及

滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s

和

鉤碼的質量m

（文字說明并用相應的字母表示）．
③本實驗通過比較

mgs

和

1

2

(m+M)(

d

△t

)2

在實驗誤差允許的范圍內相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統的機械能守恒．

Answer 1

分析：（1）知道示波器的工作原理即可正確解答；
（2）①氣墊導軌接通電源后可以認為是光滑的，若滑塊在軌道上任何位置都能靜止，說明軌道水平；
②掌握游標卡尺的讀數方法，即主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；本實驗中由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度大小；
③比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可判斷機械能是否守恒．

解答：解：（1）掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，此時機內沒有掃描電壓，“y輸入”與“地”之間接信號輸入電壓如圖甲所示為一穩恒電壓，則亮點在y方向的偏轉是固定值，水平方向也沒有外接電壓，屏上的亮斑不會發生水平方向的移動，所以看到的圖象應該是C圖中的圖象，故ABD錯誤，C正確．
故選C．
（2）①當氣墊導軌接通電源后，導軌可以認為是光滑的，判斷是否水平的方法是：接通電源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．
故答案為：接通電源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．
②游標卡尺主尺讀數為0.5cm，游標尺上第0個刻度與主尺上某一刻度對齊，則游標讀數為0×0.1=0.0mm=0.00cm，所以最終讀數為：0.5cm+0.00cm=0.50cm；
由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經過光電門時的瞬時速度為：滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，鉤碼的質量m．
v=

d

t

=0.4m/s；
根據實驗原理可知，該實驗中需要比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可判斷機械能是否守恒，故需要測量的物理量為：
故答案為：0.50cm，0.4，滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，鉤碼的質量m．
③鉤碼和滑塊所組成的系統為研究對象，其重力勢能的減小量為mgs，系統動能的增量為：

1

2

(m+M)(

d

△t

)2，因此只要比較二者是否相等，即可驗證系統機械能是否守恒．
故答案為：mgs，

1

2

(m+M)(

d

△t

)2．

點評：物理實驗如何變化，正確理解實驗原理都是解答實驗的關鍵，同時加強物理基本規律在實驗中的應用．