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    17．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
    A．用刻度尺测出物体下落高度h，用打点间隔数测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
    B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$ 计算出瞬时速度v．
    C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$计算得出高度
    D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．
    （1）以上方案中只有一种正确，正确的是D．（填入相应的字母）
    （2）在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的是AC．
    A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上
    B．可以选用质量很大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤
    C．只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零
    D．实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量．

    分析 （1）实验中根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出瞬时速度的大小，运用刻度尺测量两点间的距离，从而得出下降的高度，求出重力势能的减小量．
    （2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．

    解答 解：（1）A、实验中根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度测出瞬时速度的大小，不能根据v=gt或v=$\sqrt{2gh}$求解瞬时速度，因为这样就默认了机械能守恒，失去验证的意义，故A、B错误．
    C、下降的高度运用刻度尺测量，不能通过$h=\frac{{v}^{2}}{2g}$计算，故C错误．
    D、用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确．
    故选：D．
    （2）A、为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上，故A正确．
    B、为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些的，不是用手托着重物，而是用手提着纸带的上端，先接通电源，再释放重物，故B错误．
    C、根据x=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}m=2mm$知，只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零，故C正确．
    D、因为存在阻力作用，知动能的增加量略小于重力势能的减小量．故D错误．
    故选：AC．
    故答案为：（1）D，（2）AC．

    点评 解决本题的关键知道做验证实验、探究实验过程中，不能用验证的物理规律和探究的物理结论去求解问题．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5m/s2，求：
    （1）刹车后2s时的速度；
    （2）刹车后5s内的位移．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．某同学用如图所示的装置测量木块A与水平桌面间的动摩擦因数．在桌面上固定有轻弹簧，光电门1和光电门2．实验步骤如下：
    ⅰ．适当调节两光电门1，2的位置，用刻度尺测量出两光电门的距离x1，通过木块A压缩至适当的位置P后释放，由光电计时器测量出木块A的前端从光电门1到光电门2的时间为t1；
    ⅱ．光电门2的位置不动，改变光电门1的位置，用刻度尺测量出两光电门之间的距离x2，木块A压缩弹簧至同一位置P后释放，由光电计时器测出木块A的前端由光电门1到光电门2的时间为t2．
    试回答以下问题：
    （1）若两光电门距离为x，物块A到达光电门2的速度为v，物块在两光电门之间运动的时间为t，物块在与桌面上运动的加速度大小为a，物理量x，v，t，a之间的关系式为x=$x=vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}$
    （2）实验还需要测量或者知道的物理量是D（填正确答案前面的字母序号）．
    A．木块的长度l    B．弹簧的进度系数k    C．弹簧的形变量x    D．重力加速度g
    （3）利用测量的物理量得出物块A与水平桌面间的动摩擦因数为$\frac{2（{x}_{2}{t}_{1}-{x}_{1}{t}_{2}）}{{t}_{1}{t}_{2}（{t}_{2}-{t}_{1}）g}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图中PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角．从S点进入磁场开始计时，以顺时针方向为电流正方向，则线框中感应电流I与时间t的关系图为（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图1所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．
    （1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是甲图，理由是采用乙图实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用．且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒．
    （2）若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图2所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出B点的速度大小1.37m/s（结果保留三位有效数字）．
    （3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2-h图线如图3所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g=9.7m/s2（结果保留两位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．要把一只额定电流为0.2安的小灯泡接入电压恒为9伏的电源两端，为安全起见，将小灯泡与一个滑动变阻器串联后接入电路，如图所示．开关闭合后，移动滑片，当滑动变阻器消耗的功率为1.04瓦时，小灯泡恰好正常发光．
    （1）小灯泡的额定电压和额定功率分别是多少？
    （2）小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值是多少？
    （3）移动变阻器滑片，当电路中电流为0.1安时，小灯泡的实际功率是多少（不计温度对灯丝电阻的影响）？

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    9．在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下器材：
    A．打点计时器    B．低压交流电源（附导线）
    C．天平（附砝码）D．铁架台（附夹子）
    E．重锤（附夹子）F．纸带
    G．秒表       H．复写纸
    （1）其中不必要的器材是CG；还缺少的器材是刻度尺；（填代码）
    （2）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2．实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点（静止点），A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.85cm．打点计时器电源为50Hz的交流电．
    若重锤质量为m，根据以上数据可以求得：当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能比开始下落时减少了1.88mJ；此时重锤的动能比开始下落时增加了1.96mJ，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键（找出一种原因即可）；

    （3）如果重锤下落高度为h时对应的速度为v，以$\frac{v^2}{2}$为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线，则图线斜率的数值在理论上等于重力加速度g．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．一个直流发电机的电动势为240V，内阻为5Ω，现按如图的电路给一台电扇和一个电灯供电，电扇的规格“220V、100W、内阻为5Ω”，灯泡规格“220V、100W”，用电器正常工作时：求：
    （1）滑动变阻器的阻值为多少？
    （2）电扇的热功率和机械功率分别是多少？
    （3）将滑动变阻器改为与电扇、电灯并联，调整其阻值，使电源获得最大输出功率，则电源的最大输出功率和此时电灯的功率各是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    7．某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：

    （1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
    A．交流电源、导线
    B．天平（含配套砝码）
    C．秒表
    D．刻度尺
    E．细线、砂和小砂桶
    其中不必要的器材是C（填代号）
    （2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=0.680m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=1.61m/s2（结果保留三位有效数字）．
    （3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，图线在末端弯曲的原因是没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量．
    （4）该实验中，若砂桶和砂的质量为m，小车质量为M，细线对小车的拉力为F，则拉力F与mg的关系式为F=$\frac{M}{M+m}$mg，若要使|$\frac{mg-F}{mg}$|＜10%，则m与M的关系应满足m＜$\frac{1}{9}$M．

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