Question

（I）在“用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)中．

（1）在下列所給的器材中，應(yīng)該選用的電源是

 

．（用器材前的字母表示）
A、6V的交流電源   B、6V的直流電源  C、100V直流電源
（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要把（A）復(fù)寫(xiě)紙、（B）導(dǎo)電紙、（C）白紙鋪放在木板上，它們自下而上的順序是

 

．（填寫(xiě)序號(hào)）；且導(dǎo)電紙涂導(dǎo)電物質(zhì)的一面

 

．（填“向上”或“向下”）
（3）如圖1所示為描繪電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線的裝置，圖中A、C、P、D、B等相鄰兩點(diǎn)間距相等，其中A、B為金屬圓柱，當(dāng)電流從正接線柱流入電流表時(shí)，其指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)探針I(yè)接在D點(diǎn)，探針Ⅱ接在導(dǎo)電紙上某點(diǎn)時(shí)，電流表指針向負(fù)接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)．為了盡快尋找等勢(shì)點(diǎn)，探針Ⅱ應(yīng)

 

移動(dòng)（選填“向左”或“向右”）
（Ⅱ）如圖2是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O 點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞．碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒，現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a，B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，c點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c．此外，還需要測(cè)量的量是

 

、

 

和

 

．根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為

 

．

Answer 1

分析：（I）（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)方法可以選出合適的器材；
（2）實(shí)驗(yàn)中與形成電流，故導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上方；同時(shí)要在白紙上出現(xiàn)痕跡，故應(yīng)放復(fù)寫(xiě)紙和白紙；
（3）I、為了完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)描出等勢(shì)點(diǎn)，故應(yīng)采用靈敏電流計(jì)和探針；采用靈敏電流計(jì)時(shí)，應(yīng)使電流計(jì)中電流為零，故應(yīng)找出等勢(shì)點(diǎn)，根據(jù)電場(chǎng)線的分布可以得出探針的移動(dòng)方向．
（Ⅱ）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量12兩個(gè)小球的質(zhì)量，1球下擺過(guò)程機(jī)械能守恒，根據(jù)守恒定律列式求最低點(diǎn)速度；球1上擺過(guò)程機(jī)械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒即可．

解答：解：（I）（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用低壓直流電源，故B正確；
故選：B；
（2）由分析可知，導(dǎo)電紙應(yīng)放到最上層，從而開(kāi)成電流；而為了得出痕跡，應(yīng)把白紙放在復(fù)寫(xiě)紙的下方，故順序?yàn)閷?dǎo)電紙、復(fù)寫(xiě)紙、白紙，即：CBA；且導(dǎo)電紙的導(dǎo)電面應(yīng)向上，在表面形成穩(wěn)定電流；
（3）若兩探點(diǎn)電勢(shì)相等，則電流計(jì)中電流為零，故應(yīng)指零；因指針左偏說(shuō)明電流由M端流入；則M端的電勢(shì)高，故N端應(yīng)向高電勢(shì)移動(dòng)，即應(yīng)向左端移動(dòng)；直到電流計(jì)的示數(shù)為零，說(shuō)明我們找到了等勢(shì)點(diǎn)；
（Ⅱ）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量12兩個(gè)小球的質(zhì)量m₁、m₂，
要通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要測(cè)量立柱高h(yuǎn)，桌面高H；
1小球從A處下擺過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有
m₁g（a-h）=

1

2

m1

v

2 1

解得：v1=

2g(a-h)

碰撞后1小球上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有
m₁g（b-h）=

1

2

m₁v₂²
解得：v2=

2g(b-h)

碰撞后小球2做平拋運(yùn)動(dòng)，
t=

2(H+h) g

所以2球碰后速度：v3=

x

t

=c

g 2(H+h)

所以該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為：m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂
帶入數(shù)據(jù)得：m1

2g(a-h)

=m1

2g(b-h)

+m2c

g 2(H+h)

故答案為：（I）（1）B；（2）C，B，A；上；（3）向左．
（Ⅱ）彈性球1、2的質(zhì)量m₁、m₂；立柱高h(yuǎn)；桌面高H；m1

2g(a-h)

=m1

2g(b-h)

+m2c

g 2(H+h)

點(diǎn)評(píng)：本題考查采用等效電流場(chǎng)模擬電場(chǎng)線的實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)中采用了兩電極在紙面上形成的穩(wěn)定的直流電流；同時(shí)明確如何找出等電勢(shì)點(diǎn)．
驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律中，學(xué)會(huì)在相同高度下，水平射程來(lái)間接測(cè)出速度的方法，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．