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    20．如图所示，有一半圆弧光滑轨道，半径为R，在与圆心等高的位置静止放置一个带正电的小球A，其质量为m，MN之间有一方向水平向左的匀强电场，让小球A自由滚下进入匀强电场区域，水平面也是光滑的，下列说法正确的是（　　）
    A．小球一定能穿过MN区域继续运动
    B．如果小球一定能穿过MN区域，电场力做的功为-mgR
    C．如果小球没有穿过MN区域，小球一定能回到出发点
    D．如果小球没有穿过MN区域，只要电场强度足够大，小球可以到达P点，且到达P点速度大于等于$\sqrt{gR}$

    分析 小球进入电场后受到向左的电场力而做减速运动，不一定能穿过电场区域；根据能量守恒定律分析小球能否到达P点．根据动能定理，求解电场力做功．

    解答 解：A、小球进入电场后受到向左的电场力而做减速运动，由于MN的宽度和小球进入电场的速度、加速度等条件不明，所以小球不一定能穿过电场区域，故A错误．
    B、若小球一定能穿过MN区域，根据动能定理得：mgR+W电=$\frac{1}{2}$mv2-0，解得，电场力做的功为 W电=$\frac{1}{2}$mv2-mgR，故B错误．
    C、如果小球没有穿过MN区域，由于电场力和重力做功只与初末位置有关，根据能量守恒定律和过程的可逆性可知，小球一定能回到出发点，而且回到出发点时速度为零，不可能到达P点，故C正确，D错误．
    故选：C．

    点评 本题考查了带电小球在电场中的运动，分析清楚小球的运情况、分析小球的受力情况和能量如何转化是正确解题的关键，运用能量守恒定律进行分析可以解题．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．用如图所示1的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．

    （1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
    A．按照图示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
    C．用天平测出重锤的质量；
    D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
    E．测量纸带上某些点间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
    其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因：操作不当的步骤有：①步骤B是错误的．应该接到电源的交流输出端．②步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带
    没有必要进行的有：步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去
    （2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=$\frac{{（{{s}_{2}-s}_{1}）f}^{2}}{4}$．（用s1 s2 f表示）
    （3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是重锤的质量m．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=mg-$\frac{{m（{{s}_{2}-s}_{1}）f}^{2}}{4}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．小明同学做“研究匀变速直线运动”的实验．

    （1）释放小车时，实验装置如图1所示，指出该装置或操作中的错误：AC
    A．电磁打点计时器接在直流电源上了
    B．小车质量没有远大于钩码质量
    C．小车离打点计时器过远
    D．没有平衡小车的摩擦力
    （2）如图2为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点．
    由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究．从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为2.95cm，在打下C点时小车的速度为1.40m/s（此空结果保留三位有效数字）．
    （3）在第（2）问中，设相邻计数点的时间间隔为T，小明设计了测量小车加速度的几种方法，你认为可行的是：
    A．测量出AB的距离XAB，利用XAB=$\frac{1}{2}$aT2求出加速度
    B．测出AB的距离XAB和BD的距离XBD，算出AB与BD段的平均速度vAB与VBD，利用a=$\frac{{v}_{BD}-{v}_{AB}}{T}$求出加速度
    C．测出AB的距离XAB和BD的距离XBD，利用a=$\frac{{X}_{BD}-2{X}_{AB}}{3{T}^{2}}$ 求出加速度
    D．测出AB的距离XAB和B到C模糊处中点的距离XBC，利用a=$\frac{{X}_{BC}-{X}_{AB}}{{T}^{2}}$估测小车的加速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，一个人站在扶梯水平踏板上相对扶梯保持不动，随扶梯一起沿斜向上做加速运动，则（　　）
    A．人克服重力做的功等于人的重力势能增加量
    B．支持力对人做的功等于人的机械能的增加量
    C．支持力对人做的功等于人的动能的增加量
    D．重力对人做负功，所以人的机械能守恒

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    15．某探究小组利用如图甲所示的装置来探究动能定理，将一打点计时器固定在斜面上端，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下．图乙是打出的一条纸带点迹清晰的一段，量得Sab=10.88cm，Sbc=13.45cm，Scd=16.00cm，Sde=18.56cm．已知打点计时器在打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则可计算出打点计时器在打下d点时，小车的速度大小vd=2.16m/s．将斜面做得尽可能光滑，把小车所受重力沿斜面的分力作为小车受到的合力，测得小车的质量为M，斜面倾角为θ，还计算了打点计时在打下b点时小车的速度大小vb，已知当地重力速度为g．利用从b点到d点的过程来探究动能定理，应该判断Mgsinθ（Sbc+Scd）和$\frac{1}{2}M{{v}_{d}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{b}}^{2}$是否相等（用题中的物理量符号表示）．本实验产生误差的主要原因有小车与斜面间存在摩擦阻力作用（写出一条主要原因）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA．为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．
    （1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
    A．10Ω　　　　B．50Ω　 C．150Ω　 D．500Ω
    本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？答：C
    （2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=10V，内阻r=45Ω

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的．其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个质量为2kg的小物块以初速度v0=4.0m/s，从某一高处水平抛出，恰从A点无碰撞地沿倾斜轨道滑下．已知物块与倾斜轨道AB的动摩擦因数μ=0.5（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）：
    （1）求小物块的抛出点和A点的高度差；
    （2）求小物块沿着轨道AB运动的过程中克服摩擦力所做的功；
    （3）为了让小物块能沿着轨道运动，并从E点飞出，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．如图所示为氢原子的能级图．现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）
    A．氢原子由n=3跃迁到n=2能级时，其核外电子的动能将减小
    B．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光
    C．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2eV
    D．氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）
    A．开普勒、卡文迪许B．开普勒、伽利略C．牛顿、卡文迪许D．牛顿、伽利略

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