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    19．采用重物自由下落的方法来验证机械能守恒定律：（g取10m/s2）
    （1）用公式$\frac{1}{2}$mv2时对纸带上起点的要求是所选择的纸带第1、2两点间距应接近2mm．
    （2）若实验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=0.59m/s（计算结果保留二位有效数字），重锤动能EkB=0.174J（计算结果保留三位有效数字），从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是0.176J（计算结果保留三位有效数字），因此可以得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

    （3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△EP也一定略大于△Ek（填大于或小于），这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小．．
    （4）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的C．

    分析 纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
    对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量之间的关系式；2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题．

    解答 解：（1）用公式$\frac{1}{2}$mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
    打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
    h=$\frac{1}{2}$×9.8×0.022 m≈2 mm．
    （2）利用匀变速直线运动的推论得
    vB=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$=0.59m/s，
    重锤的动能EKB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=0.174J
    从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×10×0.176J=0.176J．
    得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
    （3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△EP也一定略大于△Ek，这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小．
    （4）利用$\frac{1}{2}$v2-h图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：
    mgh=$\frac{1}{2}$mv2，即$\frac{1}{2}$v2=gh
    所以以$\frac{1}{2}$v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．
    故选C．
    故答案为：（1）2mm
    （2）0.59、0.174、0.176、在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒． 
    （3）大于；  重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小．
    （4）C

    点评 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
    要能够找出斜率和截距的物理意义，我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式．
    利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

    （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b3.80 mm；
    （2）滑块通过B点的瞬时速度可表示为vB$\frac{b}{t}$（用题中字母表示）；
    （3）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek$\frac{（M+m）{b}^{2}}{2{t}^{2}}$，系统的重力势能减少量可表示为△Ep（m-$\frac{M}{2}$）gd，在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．如图所示为平行板电容器，两极板间的电压为3V，现使它的电荷量减少3×10-4C，电容器两板间的电压减为原来的$\frac{1}{3}$，如果一个带正电微粒的质量m=$\sqrt{3}$×10-20kg，带电荷量q=1.0×10-20C，从电容器中的A点沿AB方向运动，已知AB和水平方向的夹角θ=30°，A，B相距L=20cm，微粒能够沿直线AB运动，则（取g=10m/s2）
    （1）电容器的电容是多少？
    （2）电场强度的大小和方向如何？
    （3）要使微粒从A点运动到B点，微粒在A点时的最小速度是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．关于电场力和电场强度，下列说法中正确的是（　　）
    A．同一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则该处场强大
    B．电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力为零
    C．在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零
    D．一检验电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力相同

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．下列说法正确的是（　　）
    A．当正电荷在电场中顺着电场线运动时，电荷的电势能增加
    B．当负电荷在电场中逆着电场线运动时，电荷的电势能增加
    C．当电荷在电场中移动时，电势能的改变量与零电势能点的选择无关
    D．电荷在电场中的电势能与零势能点的选择无关

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R的滑动端P向下滑动过程（　　）
    A．电压表与电流表的示数都增大
    B．电压表示数增大，电流表的示数减小
    C．R2的电功率减少，电源的总功率增加
    D．R1的电功率增大，R的电功率增大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．有两个质量不等的物体A、B，静止在光滑的水平面上，它们用细线连着，之间夹着一个被压缩的弹簧．当烧断细线，在弹簧恢复到原长的过程中（　　）
    A．弹簧对两个物体所做的功大小相等
    B．弹簧和两个小球组成的系统机械能守恒
    C．任何时刻两个物体加速度的大小都相等
    D．任何时刻两个物体速度的大小都相等

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．（1）如图1所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是D
    A．打点计时器应接直流电源     
    B．应先释放纸带，后接通电源打点
    C．需使用秒表测出重物下落的时间
    D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
    （2）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带（如图2）．已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s．用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm．由此可知，纸带做匀加速运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为0.25m/s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    9．一弹性小球质量为m，自距地面高h处以初速度v0竖直上抛，运动过程中所受空气阻力为f，与地面碰撞时无能量损失，则它最后停在地面上时重力势能的变化为减少了mgh，它在运动停止前通过的总路程为$\frac{{m（2gh+{v^2}）}}{2f}$．

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