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1,3,5

15．（12分）某探究学习小组的同学欲以右　　图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，　

他们在实验室组装了一套如图所示的装置，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、纸带、小木块、细　　

沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑

轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块

处于静止状态．若你是小组中的一位成

员，要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有．

（2）实验时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

　　总质量应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤　

　　是．

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，　

　　用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记　

　录其运动情况，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

（用题中的字母表示）．

　（4）如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫

　　　导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，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）．要探究滑块与沙及沙

　　　桶组成的系统机械能是否守恒，则最终需验证的数学表达式为（用题中的字母

　　　表示）．

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为了测定电源电动势E、内电阻r和电阻R₀．某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路．闭合开关S₀将滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据利用计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I图线．请你回答下列问题：

（1）根据图乙中的M、N两条图线可知：

BC

（填写选项前的字母）
A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据硒得的
C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
（2）根据图乙可以求得电源电动势E=

1.50

V，内电阻r=

1.0

Ω，电阻R₀=

2.0

Ω
（3）对应于图乙中两直线交点处的电路工作状态是：

AC

（填写选项前的字母）
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值．

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为2008年奥运会提供服务的环保汽车是以蓄电池为驱动能源．某辆环保汽车总质量m=3×10³kg，当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，所受阻力为车重的0.0045倍．（g取10m/s²）
（1）求电机用于牵引汽车前进的机械功率P_机；
（2）设想改用太阳能电池给该车供电，阳光垂直太阳能电池板入射，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的面积．（已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离r=1.5×10¹¹m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化为驱动汽车运动的总效率约为13.5%．）

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为了测定某迭层电池的电动势（约15～18V）和内阻（小于2Ω），需要把一个量程为6V的直流电压表接一个固定电阻（用电阻箱代替），改装量程为18V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内阻，以下是该实验的操作过程：
（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空．
第一步：把滑动变阻器滑动片移到最右端
第二步：把电阻箱阻值调到0
第三步：闭合开关
第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为6V
第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为

2

V
第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为18V的电压表

（2）上述实验可供选择的器材有：
A、迭层电池（电动势约15～18V，内阻小于2Ω）
B、电压表（量程为6V，内阻约10KΩ）
C、电阻箱（阻值范围0～999 9Ω，额定功率小于10W）
D、电阻箱（阻值范围0～999 99Ω，额定功率小于10W）
E、滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流2A）
F、滑动变阻器（阻值范围0～2KΩ，额定电流0.2A）
电阻箱应选

D

，滑动变阻器应选

E

（用大写字母表示）
（3）用扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），方法采用伏安法，测量电源电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图象如图丙所示．可知电池的电动势为

17.4

V，内电阻为

1.83

Ω．（保留三位有效数字）

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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行了实验：
①用天平测出两个小球的质量（分别为m₁和m₂．且m₁＞m₂）
②按照如图所示的那样，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端；
③先不放小球m₂，让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置E；
④将小球m₂放在斜槽前端边缘上，让小球m₁从斜槽顶端A处仍由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球m₁和小球m₂在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置，到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L_D、L_E、L_F．
根据该同学的实验，请你回答下列问题：
（1）小球m₁与m₂发生碰撞后，m₁的落点是图中的

D

点，m₂的落点是图中的

F

点．
（2）实验中，该同学认为，只要满足关系式：m₁

LE

=m₁

LD

+m₂

LF

，就说明两个小球在碰撞中动量是守恒的，该同学的实验原理是：

m₁v₁=m₂v₂+m₁v′

（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式