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    18．某同学想测出都匀当地的重力加速度g，并验证机械能守恒定律．为了减小误差他设计了一个实验如下：将一根长直铝棒用细线悬挂在空中（如图甲所示），在靠近铝棒下端的一侧固定电动机M，使电动机转轴处于竖直方向，在转轴上水平固定一支特制笔N，借助转动时的现象，将墨汁甩出形成一条细线．调整笔的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨线．启动电动机待转速稳定后，用火烧断悬线，让铝棒自由下落，笔在铝棒上相应位置留下墨线．图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线，将某条合适的墨线A作为起始线，此后每隔4条墨线取一条计数墨线，分别记作B、C、D、E．将最小刻度为毫米的刻度尺的零刻度线对准A，此时B、C、D、E对应的刻度依次为14.68cm，39.15cm，73.41cm，117.46cm．已知电动机的转速为3000r/min．求：
    ①相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为0.1s；
    ②由实验测得都匀当地的重力加速度为9.79m/s2；（结果保留三位有效数字）
    ③该同学计算出划各条墨线时的速度v，以v2为纵轴，以各条墨线到墨线A的距离h为横轴，描点连线，得出了如图丙所示的图象，据此图象能（填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律，图线斜率的含义是2g图线不过原点的原因是A点对应速度不为零．

    分析 （1）根据转速求出转动的周期，从而得出相邻的两条计数墨线对应的时间间隔；
    （2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度的大小；
    （3）根据机械能守恒得出v2-h的关系式，结合关系式得出图线斜率的含义和图线不过原点的原因．

    解答 解：（1）电动机的转速为3000 r/min=50r/s，可知相邻两条墨线的时间间隔为0.02s，每隔4条墨线取一条计数墨线，则相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为0.1s；
    （2）xBC=39.15-14.68cm=24.47cm，xCD=73.41-39.15cm=34.26cm，xDE=117.46-73.41cm=44.05cm，可知连续相等时间内的位移之差为：△x=9.79cm，根据△x=gT2得：g=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{9.79×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=9.79m/{s}^{2}$．
    （3）根据$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$得：${v}^{2}={{v}_{0}}^{2}+2gh$，若v2-h图线为直线，则机械能守恒．所以此图象能验证机械能守恒．
    图线的斜率为2g，图线不过原点的原因是A点对应的速度不为零．
    故答案为：（1）0.1，（2）9.79，（3）能，2g，A点对应速度不为零．

    点评 本题中笔在铝棒上相应位置留下墨线和打点计时器的原理相同，处理的方法和纸带的处理方法相同，会通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求解重力加速度．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　）
    A．此时A电势低，B电势高
    B．此时A带正电，B带负电
    C．先移去C，再把A和B分开，贴在A、B下部的金属箔都闭合
    D．先把A和B分开，再移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）
    A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
    B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
    C．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素半衰期
    D．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大
    E．大量氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时会辐射出三种不同频率的光

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．如图1所示，一根电阻为R=4Ω的导线绕成的半径为d=2 m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间s形虚线是两个直径为d的半圆，磁场随时间变化如图2所示（磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正），
    关于圆环中的电流一时间图象，以下四图中正确的是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点，如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．那么：
    （1）纸带的左端（选填“左”或“右”）与重物相连；
    （2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；
    （3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=1.88  J，该所取点的速度大小为1.93m/s；（结果取3位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素． 
    （1）他组装单摆是在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是AC（多选，填字母代号）
    A．保证摆动过程中摆长不变     B．可使周期测量得更加准确
    C．需要改变摆长时便于调节     D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
    （2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则摆球的直径为12.0mm，单摆摆长为0.9930m．

    （3）下列如图3振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是A（填字母代号）

    （4）某同学用该实验装置测当地重力加速度，若他测得的g值偏大，可能的原因是A
    A．测摆线长时摆线拉得过紧   
    B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
    C．开始计时时，秒表过迟按下  
    D．实验中误将50次全振动数为49次．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．如图甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n=20，总电阻R=2.5Ω，边长L=0.3m，处在两个半径均为r=$\frac{L}{3}$的圆形匀强磁场区域中．线框顶点与右侧圆中心重合，线框底边中点与左侧圆中心重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，大小不变；B2垂直水平面向里，大小随时间变化，B1、B2的值如图乙所示．（π取3）（　　）
    A．t=0时刻穿过线框的磁通量为0.1Wb
    B．通过线框中感应电流方向为逆时针方向
    C．在t=0.6s内通过线框中的电量为0.12C
    D．经过t=0.6s线框中产生的热量为0.08J

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．甲图中所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为5：1，R1=5Ω，R2=10Ω，C为电容器，乙图为通过R2的正弦式交流电图象，以下判断正确的是（　　）
    A．原线圈交流电的频率为50HzB．原线圈输入电压的有效值为50V
    C．电阻R1消耗的电功率为10WD．通过R3的电流始终为零

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻不计．定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ．在ab之间接一个C=100μF的电容器，下列说法正确的是（　　）
    A．闭合开关S电路稳定后电容器上所带的电量4×10-4C
    B．在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表示数3V
    C．闭合开关S电路稳定后电容器上所带的电量2×10-4C
    D．在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表示数4V

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