Question

（I）在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中．

（1）在下列所給的器材中，應該選用的電源是

 

．（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）在實驗過程中，要把（A）復寫紙、（B）導電紙、（C）白紙鋪放在木板上，它們自下而上的順序是

 

．（填寫序號）；且導電紙涂導電物質的一面

 

．（填“向上”或“向下”）
（3）如圖1所示為描繪電場中平面上等勢線的裝置，圖中A、C、P、D、B等相鄰兩點間距相等，其中A、B為金屬圓柱，當電流從正接線柱流入電流表時，其指針向正接線柱一側偏轉，當探針I(yè)接在D點，探針Ⅱ接在導電紙上某點時，電流表指針向負接線柱一側偏轉．為了盡快尋找等勢點，探針Ⅱ應

 

移動（選填“向左”或“向右”）
（Ⅱ）如圖2是用來驗證動量守恒的實驗裝置，彈性球1用細線懸掛于O點，O 點下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實驗時，將球1拉到A點，并使之靜止，同時把球2放在立柱上．釋放球1，當它擺到懸點正下方時與球2發(fā)生對心碰撞．碰后球1向左最遠可擺到B點，球2落到水平地面上的C點測出有關數據即可驗證1、2兩球碰撞時動量守恒，現已測出A點離水平桌面的距離為a，B點離水平桌面的距離為b，c點與桌子邊沿間的水平距離為c．此外，還需要測量的量是

 

、

 

和

 

．根據測量的數據，該實驗中動量守恒的表達式為

 

．

Answer 1

分析：（I）（1）根據實驗的原理及實驗方法可以選出合適的器材；
（2）實驗中與形成電流，故導電紙應放在最上方；同時要在白紙上出現痕跡，故應放復寫紙和白紙；
（3）I、為了完成實驗，應描出等勢點，故應采用靈敏電流計和探針；采用靈敏電流計時，應使電流計中電流為零，故應找出等勢點，根據電場線的分布可以得出探針的移動方向．
（Ⅱ）要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量12兩個小球的質量，1球下擺過程機械能守恒，根據守恒定律列式求最低點速度；球1上擺過程機械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球2做平拋運動，根據平拋運動的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后驗證動量是否守恒即可．

解答：解：（I）（1）本實驗中應采用低壓直流電源，故B正確；
故選：B；
（2）由分析可知，導電紙應放到最上層，從而開成電流；而為了得出痕跡，應把白紙放在復寫紙的下方，故順序為導電紙、復寫紙、白紙，即：CBA；且導電紙的導電面應向上，在表面形成穩(wěn)定電流；
（3）若兩探點電勢相等，則電流計中電流為零，故應指零；因指針左偏說明電流由M端流入；則M端的電勢高，故N端應向高電勢移動，即應向左端移動；直到電流計的示數為零，說明我們找到了等勢點；
（Ⅱ）要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量12兩個小球的質量m₁、m₂，
要通過平拋運動的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要測量立柱高h，桌面高H；
1小球從A處下擺過程只有重力做功，機械能守恒，根據機械能守恒定律，有
m₁g（a-h）=

1

2

m1

v

2 1

解得：v1=

2g(a-h)

碰撞后1小球上升到最高點的過程中，機械能守恒，根據機械能守恒定律，有
m₁g（b-h）=

1

2

m₁v₂²
解得：v2=

2g(b-h)

碰撞后小球2做平拋運動，
t=

2(H+h) g

所以2球碰后速度：v3=

x

t

=c

g 2(H+h)

所以該實驗中動量守恒的表達式為：m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂
帶入數據得：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的質量m₁、m₂；立柱高h；桌面高H；m1

2g(a-h)

=m1

2g(b-h)

+m2c

g 2(H+h)

點評：本題考查采用等效電流場模擬電場線的實驗，注意實驗中采用了兩電極在紙面上形成的穩(wěn)定的直流電流；同時明確如何找出等電勢點．
驗證動量守恒定律中，學會在相同高度下，水平射程來間接測出速度的方法，難度不大，屬于基礎題．