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    18．某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙．当连上纸带，释放沙桶时，滑块处于静止．要完成该实验，你认为：
    ①还需要的实验器材有天平、刻度尺．
    ②实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量．
    ③在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m．接通电源，释放沙桶，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为mgL=$\frac{1}{2}$Mv22-$\frac{1}{2}$Mv12（用题中的字母表示）．

    分析 ①根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；
    ②实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；
    ③实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，求出合力的功和动能的增加量即可．

    解答 解：①实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；
    故答案为：刻度尺、天平；
    ②沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有
    对沙和沙桶，有 mg-T=ma
    对小车，有 T=Ma
    解得：
    T=$\frac{M}{M+m}$mg
    故当M＞＞m时，有T≈mg
    小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；
    故答案为：平衡摩擦力；沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；
    ③总功为：mgL
    动能增加量为：$\frac{1}{2}$Mv22-$\frac{1}{2}$Mv12
    故需验证的数学表达式为：mgL=$\frac{1}{2}$Mv22-$\frac{1}{2}$Mv12；
    故答案为：①天平、刻度尺．②平衡摩擦力，沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；
    ③mgL=$\frac{1}{2}$Mv22-$\frac{1}{2}$Mv12．

    点评 本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法．

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    8．如图所示，电源电动势 E=9V，内电阻r=0.5Ω，电阻 R1=5.0Ω、R2=3.5Ω、R3=6.0Ω、R4=3.0Ω，电容 C=2.0μF．当电键K由与a接触到与b接触通过R3的电量是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．某同学想测绘标有“3.8V 0.4A”字样的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象，除了导线和开关外，有下列一些器材可供选择：
    A．电源E（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）．
    B．电压表V1 （量程为5V，内阻约为5kΩ）；
    C．电流表A1 （量程为100mA，内阻约为2Ω）；
    D．电流表A2 （量程为0.6A，内阻约为0.3Ω）；
    E．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）；
    F．滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω）；
    G．开关及导线若干

    ①为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表D，滑动变阻器E（填器材前面的选项代号）
    ②选好器材后，该同学按照该实验要求连接电路，请完成图甲中的实物连线．
    ③该同学根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图乙所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝的电阻为1.2Ω；（保留二位有效数字）
    ④由图可知当U=3v时小灯泡的实际功率是0.90W．（保留二位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．下列说法正确的是（　　）
    A．${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{56}^{144}$Ba+${\;}_{36}^{89}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$n是查德威克发现中子的核反应方程
    B．${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{90}^{234}$Th+${\;}_{2}^{4}$He是α衰变方程
    C．半衰期与原子所处的物理状态无关、与化学状态有关
    D．氢原子从n=3跃迁到n=1时将辐射特定频率的光

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    13．用均匀导线做成的正方形线圈边长为L，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以$\frac{△B}{△t}$的变化率增强时，则（　　）
    A．线圈中a、b两点间的电势差为$\frac{△B}{△t}$$\frac{{L}^{2}}{2}$
    B．线圈中产生的电动势E=$\frac{△B}{△t}$$\frac{{L}^{2}}{2}$
    C．线圈中a点电势高于b点电势
    D．线圈中感应电流方向为acbda

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    3．农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，M处是瘪谷，N处是谷种，如图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是（　　）
    A．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些
    B．谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
    C．谷种运动过程中加速度较大
    D．瘪谷从飞出洞口到落地所用的时间较长

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    10．一物体静止在光滑的水平桌面上，现对其施加水平力，使它沿水平桌面做直线运动，该物体的速度-时间图象如图所示．根据图象判断下列说法中正确的是（　　）
    A．0s～2s时间内物体的位移为零
    B．2s末和6s末物体距离出发点的距离相等
    C．0s～1s时间内与3s～4s时间平均速度相同
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    7．为研究伞兵的跳伞运动过程，在一次训练中总质量为80kg的跳伞运动员，从离地面500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，用计算机画出了跳伞过程的v-t图象，如图，经计算机计算，当t=14s时运动员下降了158m，试根据图象求：（g=10m/s2）

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    （2）下落到t=14s的过程中跳伞运动员重力势能的改变量和机械能的改变量．

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    12．如图所示．在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨．导轨平面与磁场垂直，导轨间距为L，顶端接有阻值为R的电阻．将一报金属棒从导轨上的M处以速度v0竖直向上抛出，棒到达N处后返回，回到出发点M时棒的速度为抛出时的一半．己知棒的长度为L，质量为m，电阻为r．金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻．重力加速度为g．求：
    （1）金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，电阻R消耗的电能；
    （2）当金属棒向下运动达到稳定状态时的速度大小v；
    （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞．已知元电荷为e，求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小．

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