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    19．如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置，在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条．若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

    （1）实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，若图乙中的△t1＞△t2，说明气垫导轨右端偏高（填左或右）．
    （2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=2.20mm．
    （3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出滑块质量M和两光电门间距离L （写出物理量的名称及符号）．
    （4）若上述物理量间满足关系式mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{1}}$）2，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．

    分析 （1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
    （2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
    （3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，根据这两个量求解．
    （4）滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式．

    解答 解：（1）滑块做加速运动，说明气垫导轨右端偏高；
    （2）游标卡尺的主尺读数为2mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0.05mm=0.20mm，所以最终读数为：2mm+0.20mm=2.20mm．
    （3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，
    光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
    vB=$\frac{d}{{△t}_{2}}$，vA=$\frac{d}{{△t}_{1}}$
    滑块和砝码组成的系统动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{1}}$）2．
    滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量△Ep=mgL
    所以还应测出滑块质量M，两光电门间距离L．
    （4）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
    即：mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{1}}$）2
    故答案为：（1）右
    （2）2.20
    （3）滑块质量M，两光电门间距离L．
    （4）mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{{△t}_{1}}$）2

    点评 掌握螺旋测微器的读数方法．
    了解光电门测量瞬时速度的原理．
    实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．在x轴上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，O、A、B、C为x轴上等间距的四个点．现将带正电粒子从O点静止释放，粒子沿直线运动到A点时的动能恰为Ek，已知粒子只受电场力作用，则以下分析正确的是（　　）
    A．粒子运动到C点时的动能为3Ek
    B．沿x轴从O点到C点，电势一直在降低
    C．粒子从O点到C点，先做加速，后做减速
    D．粒子在AB段电势能变化量大于BC段变化量

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体A的受力个数为（　　）
    A．3B．4C．5D．6

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．某同学利用如图1所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系，具体实验步骤如下：
    ①按照图示安装好实验装置，并测出两光电门间距离L
    ②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等
    ③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录
    ④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度
    ⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④步骤

    （1）如图2，用游标卡尺测得遮光片宽度d=0.675cm．
    （2）关于本实验的说法正确的是B．
    A．平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶
    B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶
    C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量
    D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量
    （3）若实验中测量遮光片宽度时存在测量误差，测量结果偏大，其他条件不变，则小车加速度的测量值大于真实值（选填“大于”或“小于”）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．处于n=4能级的大量氢原子，向低能级跃迁的过程中，释放的光子中有两种能使金属A 产生光电效应，有五种能使金属B产生光电效应，则能使金属B产生光电效应而不能使金属A产生光电效应的光子可能为（　　）
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    B．从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子
    C．从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子
    D．从n=4能级跃迁到n=2能级发出的光子
    E．从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    11．以下说法中正确的是（　　）
    A．墒增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减少的方向进行
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    D．在t2时刻，A、B的速度相同，加速度也相同

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

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    B．Epa＞Epc＞Epb
    C．Epa＜Epc＜Epb
    D．正试探电荷在a点的电势能大于b点的电势能

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