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    18．用“频闪照相”可以研究自由落体运动．其原理是相机每隔相等时间T=0.1s照相一次，将多次照相结果成像在同一张照片上．通过分析照片可以研究自由落体运动的性质和求得当地重力加速度．为了定量研究自由落体运动，需要对照片的某些尺寸进行测量，部分刻度尺和照片如图所示．为减小空气阻力，下落物体为一正方形金属薄片，测得其实际边长为48.5mm，但照片中它的边长为1.0mm．

    ①关于怎样利用照片验证自由落体运动是匀变速直线运动，三位同学发表了自己的看法：
    甲说：必须满足$\overrightarrow{AB}$：$\overrightarrow{BC}$：$\overrightarrow{CD}$：$\overrightarrow{DE}$=1：3：5：7，才能说明自由落体运动是匀变速直线运动
    乙说：若满$\frac{\overrightarrow{CE}}{2T}$-$\frac{\overrightarrow{BD}}{2T}$=$\frac{\overrightarrow{BD}}{2T}$-$\frac{\overrightarrow{AC}}{2T}$则说明自由落体运动是匀变速直线运动
    丙说：若满足$\overrightarrow{DE}$-$\overrightarrow{CD}$=$\overrightarrow{CD}$-$\overrightarrow{BC}$=$\overrightarrow{BC}$-$\overrightarrow{AB}$，则可说明自由落体运动是匀变速直线运动
    则三个同学中，甲的说法是欠妥的．
    ②根据上图和已知数据计算物体运动到C位置时的实际速度vc=2.4m/s（这空保留两位有效数字）．
    ③根据上图和已知数据计算当地重力加速度g=9.7m/s2．
    ④根据上图判断A位置不是（填是或不是）物体开始下落的位置．

    分析 根据相等时间内，位移之差相等，或速度变化量相同，从而即可判定是否是匀变速直线运动；
    根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小．
    根据初速度为零匀变速直线运动，在相等时间内，位移之比为1：3：5：7：…，从而判定是否正确．

    解答 解：①甲说：满足$\overrightarrow{AB}$：$\overrightarrow{BC}$：$\overrightarrow{CD}$：$\overrightarrow{DE}$=1：3：5：7，不妥的，若能满足此条件，必须初速度为零，而匀变速直线运动，初速度不一定为零，
    乙根据相等时间内，速度变化相等，而丙根据相等时间内，位移之差相等，均可判定能否是匀变速直线运动；
    ②相机每隔相等时间T=0.1s照相一次，
    根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
    vC=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{10×48.5×1{0}^{-3}}{2×0.1}$≈2.4m/s
    ③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
    a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$
    代入数据解得：a=$\frac{8×0.0485}{（2×0.1）^{2}}$=9.7m/s2．
    ④根据初速度为零匀变速直线运动，在相等时间内，位移之比为1：3：5：7：…，
    而$\overrightarrow{AB}$：$\overrightarrow{BC}$：$\overrightarrow{CD}$：$\overrightarrow{DE}$=1：2：3：4，由此可判定，A不是初速度为零的位置，即不是开始下落位置，
    故答案为：①甲；②2.4，9.7；③；④不是．

    点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
    要注意单位的换算和有效数字的保留．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，小球用轻弹簧连接，由水平位置释放，在小球摆至最低点的过程中（　　）
    A．小球的机械能守恒
    B．小球的动能先增大后减少
    C．小球的机械能增大
    D．小球、弹簧、和地球构成的系统的机械能守恒

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，在其他三个象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，电场、磁场均足够大．一带正电的粒子A从y轴上图中的P点以速度v0垂直于y轴射入电场，经电场后从x轴上的Q点，以与x轴正方向成θ=60°角的方向射出电场．当粒子A进入磁场后，在x轴上方即将沿垂直y轴的方向从磁场中射出时，与静放在y轴上的不带电粒子B发生弹性正碰．已知B粒子的质量为A粒子质量的3倍．若A、B碰撞时粒子的质量、电量均不变，粒子的重力不计．试求：粒子A与粒子B碰后第一次射出磁场时的速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．在冬季的北方，时常用马拉雪橇运送人或货物．设雪橇的总质量为m=500kg，在马沿水平方向、F=150N的拉力作用下由静止开始前进了s=200m．已知雪橇受到的阻力f=100N，求这一过程中：
    （1）拉力F对雪橇做的功
    （2）合力对雪橇做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    13．某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置，如图1所示，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画），木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点．桌子边缘钢球经过的地方挂一条重锤线．已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同．
    （1）下列关于该实验的操作步骤正确的顺序是：b，d，a，c，e，f，g
    （a）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的距离x1；
    （b）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值y；
    （c）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值4y；
    （d）让小球从斜面上某一位置A无初速释放；
    （e）让小球从斜面上同一位置A无初速释放；
    （f）测量小球在木板上的落点P2与重垂线之间的距离x2；
    （g）比较x1、x2，若2x1=x2，则说明小球在水平方向做匀速直线运动．
    （2）某同学为了省去图2中的水平木板，将实验方案做了改变．他把桌子搬到墙的附近，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录钢球的落点．改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据．若他发现小球打在墙上的落点从与桌面等高的位置开始，依次连续向下间距相等，则该同学水平向外依次移动桌子的距离之比x1：x2：x3=$1：（\sqrt{2}-1）：（\sqrt{3}-\sqrt{2}）$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6V 1.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
    A．直流电源6V（内阻不计）　　　　　　　　　　　　　　　
    B．直流电流表0～3A（内阻0.1Ω以下）
    C．直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω）
    D．直流电压表0～9V（内阻约为15kΩ）　　　　
    E．滑动变阻器10Ω，2A
    F．滑动变阻器1kΩ，0.5A
    实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次．
    （1）实验中电流表应选C（用序号表示）．
    （2）滑动变阻器应选E（用序号表示）．
    （3）电流表采用外接（填内接或外接）
    （4）滑动变阻器采用分压式（填限流式或分压式）
    （5）测量值偏小（填偏大或偏小）
    （6）画出实验电路图．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的斜面实验，如图所示．对于这个研究过程，下列说法正确的是（　　）
    A．斜面实验“放大”了重力的作用效果，便于测量小球运动的路程
    B．斜面实验“减小”了重力的作用效果，便于测量小球运动的时间
    C．通过对斜面实验的观察与计算，能直接得到自由落体运动的规律
    D．根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图所示，一匝数为N=100的矩形线圈，面积S=0.01m2，内阻不计，绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动．设线圈经过的磁场为匀强磁场，磁感应强度B=2T，线圈通过一理想变压器后，接一标有“6V，3W”字样的灯泡L，变压器原线圈的总匝数为n1=200匝，b是原线圈的中心抽头，副线圈的匝数为n2=20匝．当开关S拨到b位置时，小灯泡恰好正常发光，求：
    （1）此时电路中两电表的读数；
    （2）线圈转动的角速度ω；
    （3）若将开关S拨到a位置，并将一个理想二极管D接到MN之间，其他条件不变，则此时线圈提供的功率为多少？（设小灯泡的电阻不随温度发生变化）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，一金属小球用一根绝缘细线挂在固定点O处，将小球从匀强磁场区域外静止释放，磁感线的方向垂直纸面向里，空气阻力不计．则（　　）
    A．小球在摆动过程中机械能守恒
    B．小球的运动到最低点时速度最大，产生的感应电流最大
    C．小球的运动过程中，摆角会越来越小，直到摆角小到某一值后不再减小
    D．小球开始的摆动后，最终将停止在竖直线OO′

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