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用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，重錘從高處由靜止開(kāi)始落下，重錘從拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能定恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能
指出其中沒(méi)有必要進(jìn)行的步驟是

C

C

；操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是

BD

BD

．
（2）利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值．如圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s₀，點(diǎn)A、C間的距離為s₁，點(diǎn)C、E間的距離為s₂，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式：a=

1

4

(S2-S1)f2

1

4

(S2-S1)f2

．
（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，
其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小．若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值為g，還需要測(cè)量的物理量是

重錘的質(zhì)量m

重錘的質(zhì)量m

．試用這些物理量和紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小為F=

mg-

m

4

(S2-S1)f2

mg-

m

4

(S2-S1)f2

．

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某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

(1)該同學(xué)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖所示，接通電源釋放紙帶。請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑?BR>①________________________；
②________________________。
(2)該同學(xué)經(jīng)修改錯(cuò)誤并正確操作研究從靜止開(kāi)始下落的物體所受阻力的情況，得到如圖所示的紙帶(A、B、C、D、E均為相鄰的打點(diǎn))，測(cè)出A、C間的距離為14.77 cm，C、E間的距離為16.33 cm。已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?0 m/s²，重錘質(zhì)量為m=1.0 kg，設(shè)重錘所受阻力大小不變。在從A下落到E的過(guò)程中，阻力大小為_(kāi)_______N。(已知電源的頻率為50 Hz)

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：

①某同學(xué)用圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖2所示的紙帶．測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為14.77cm，點(diǎn)C、E問(wèn)的距離為16.33cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小F_?=

0.05

0.05

N．
②某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示重錘的動(dòng)能略大于重錘的勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因能是

BC

BC

（填序號(hào)）
A．重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤          B．該同學(xué)自編了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C．交流電源的頻率不等于50Hz    D．重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大．

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
①某同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖乙所示的紙帶，A、B、C、D、E為連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)，交流電的頻率為50Hz，測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為14.77cm，點(diǎn)C、E間的距離為16.33cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小F₁₌

0.05

0.05

．
②某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示重錘增加的動(dòng)能略大于重錘減少的重力勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因可能是

B

B

A．重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
B．交流電源的頻率不等于50Hz
C．重錘下落時(shí)受到的阻力過(guò)大．

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）某同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖乙所示的紙帶，A、B、C、D、E為連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)，交流電的頻率為50Hz，測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為14.77cm，點(diǎn)C、E間的距離為16.33cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小F₁=

0.050（或5.0×10^-2）

0.050（或5.0×10^-2）

（N）．（保留兩位有效值）

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1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

B

AC

B

C

BCD

D

AC

D

BC

AC

BD

A

13．A組（1）球形體；（1分）V/S；（1分）10^-10，（1分）3.0×10^-29（2分）

（2）增大，（2分）變多，（2分）??273.15（1分）

B組(1)x軸正方向，（1分）a，（1分）c，（1分）；100（2分）

（2）小于（2分）大于 （2分）    Υ₁<Υ₂<Υ₃（1分）

14．（1）步驟C不必要, （2分） 步驟B是錯(cuò)誤的．（2分）

（2）（4分）　　

（3）重錘的質(zhì)量m ，（1分）  （3分）

15．（1）3.550×10^-3 （3分）    （2）πd²Rx/4l（4分）

（3）將電鍵S₂接1，只調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿(mǎn)量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂ （2分） U₁/I₁－U₂/I₂（3分）

提示：由歐姆定律得U₁=I₁(R_A+R_P+R_x)，U₂=I₂(R_A+R_P)，故R_x=U₁/I₁－U₂/I₂.

16．（1）N?m²/kg²  （2分）    N?m²?C^-2（2分）

（2）解析：由題意可知是要求該星球上的“近地衛(wèi)星”的繞行速度，也即為第一宇宙速度。設(shè)該星球表面處的重力加速度為，由平拋運(yùn)動(dòng)可得

      ①     故                     2分

對(duì)于該星球表面上的物體有②所以         2分

而對(duì)于繞該星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“近地衛(wèi)星”應(yīng)有

     ③    2分

由 ①②③式得        ④       1分

（3）受力情況如圖所示，Q_A、Q_B對(duì)Q_C的作用力大小和方向都不因其它電荷的存在而改變，仍然遵守庫(kù)侖定律的規(guī)律。

Q_A對(duì)Q_C作用力：，同性電荷相斥。（1分）

Q_B對(duì)Q_C作用力：，異性電荷相吸。（1分）

∵Q_A=Q_B=Q        ∴F_A=F_B

根據(jù)平行四邊形法則，Q_C受的力F₁即為F_A、F_B的合力，根據(jù)幾何知識(shí)可知，Q_C受力的大小，F(xiàn)₁=F_A=F_B==，（3分）

方向?yàn)槠叫蠥B連線向右。（2分）

17．（16分）解：(1)ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)?i>a→b，大小為E=BLv₁（1分）

cd桿中的感應(yīng)電流方向?yàn)?i>d→c.  cd桿受到的安培力方向水平向右       （1分）

安培力大小為                  （2分）

cd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)，有mg=μF_安                       ②                  （1分）

解①、②兩式，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為              （2分）

（2）ab桿所受拉力（4分）

（3）設(shè)cd桿以v₂速度向下運(yùn)動(dòng)h過(guò)程中，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了s距離

                                                        （2分）

整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功

          （3分）

18．．解：（17分）(1)帶電微粒在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力應(yīng)平衡，有mg=Eq，即E= mg/q，（3分）方向豎直向下． （1分）

(2) 粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R，如圖所示。

，    （1分）

最高點(diǎn)與地面的距離為，（1分）

解得。（2分） 該微粒運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)=,（1分）

運(yùn)動(dòng)至。最高點(diǎn)所用時(shí)間為.（2分）

(3)設(shè)粒子上升高度為h，由動(dòng)能定理得，（3分）

解得。  （2分）   微粒離地面最大高度為H+。（1分）

19（17分）解析：（1）解除鎖定彈開(kāi)AB后，AB兩物體的速度大�。�

     （2分）

彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能  （1分）

（2）B滑上傳送帶勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)，滑動(dòng)的距離最遠(yuǎn)．

由動(dòng)能定理得：  （2分）  得：  1分）

（3）物塊B沿傳送帶向左返回時(shí)，先勻加速運(yùn)動(dòng)，物塊速度與傳送帶速度相同時(shí)一起勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊B加速到傳送帶速度v需要滑動(dòng)的距離為

由   　     得       （2分）

表明物塊B滑回水平面MN的速度沒(méi)有達(dá)到傳送帶速度

所以:                               （1分）

（4）設(shè)彈射裝置對(duì)A做功為，則：   （1分）

AB碰后速度互換，B的速度  =                         （1分）

B要?jiǎng)偤媚芑�出平臺(tái)Q端，由能量關(guān)系有：    （1分）

又m_A=m_B，  聯(lián)立解得：          （1分）

                                        （1分）

B滑過(guò)傳送帶過(guò)程，傳送帶移動(dòng)的距離： （1分)

所求內(nèi)能：            (2分)