题目内容
20．用落体法验证机械能守恒定律，器材安装如图甲：
（1）请指出图甲中的错误及不妥之处（至少写出两处）
①使用的是直流电源，②没有从上方提着纸带，而是用手托着重物．
（2）改进实验中错误及不妥之处后，打出如图乙所示一条纸带．已知打点计时器频率为50Hz，根据纸带所给数据，打C点时重物的速度为2.2m/s（结果保留两位有效数字）．
（3）某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据，画出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的图象如图丙所示，求出图线的斜率k，由图象可知a的质量m1大于b的质量m2（选填“大于”或“小于”）．
（4）实验结果发现动能增量总小于（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量；造成这种现象的主要原因是C．
A．选用的重锤质量过大
B．数据处理时出现计算错误
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确．
分析 （1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定错误和不妥之处．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度．
（3）根据动能定理得出图线斜率的物理意义，结合斜率的大小比较质量的大小．
（4）重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源．
解答 解：（1）图甲中的错误及不妥之处：①使用的是直流电源；②重物离打点计时器太远；③没有从上方提着纸带，而是用手托着重物．
（2）C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{31.23-22.24}{2×0.02}×1{0}^{-2}$m/s=2.2m/s．
（3）根据动能定理知：（mg-f）h=$\frac{1}{2}$mv2，则有：$\frac{{v}^{2}}{2}$=$\frac{mg-f}{m}$h，知图线的斜率k=$\frac{mg-f}{m}$=g-$\frac{f}{m}$，b的斜率小，知b的质量小，
所以a的质量m1大于b的质量m2．
（4）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤动能的增加量总是稍稍小于减小的重力势能；若重锤动能的增加量总是小于重锤减小的重力势能，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，也会导致摩擦力太大；故C正确，ABD错误．
故答案为：（1）①使用的是直流电源；②重物离打点计时器太远，或没有从上方提着纸带，而是用手托着重物；（2）2.2；（3）大于；（4）小于，C．
点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，对于图象问题，一般的解题思路得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率分析判断．正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果．
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一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是（ ）| A． | 粒子带正电 | B． | 粒子速度逐渐减小 | ||
| C． | A点的场强小于B点场强 | D． | 粒子的电势能减小 |
如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中正确的是（ ）| A． | 只将S1从2拨向1时，电流表示数变小 | |
| B． | 只将S2从4拨向3时，电流表示数变大 | |
| C． | 只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压不变 | |
| D． | 只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率增大 |
扇形导线框的圆心角为90°，匀强磁场垂直于线框平面向上，如图所示．当线框在外力的作用下从磁场中匀速向左穿出时，以顺时针为电流的正方向，则导线框中的电流随时间的变化为（ ）
在用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律的实验中．
如图所示，竖直放置的U光滑导轨宽为L，上端串有电阻R（其余部分电阻不计）．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里．忽略电阻的金属棒ab的质量为m与导轨接触良好．从静止释放后ab 保持水平而下滑，求：
如图所示为一列简谐波在t=0.5 s时刻的波形图，此时在x轴上0～7m范围内第一次出现此波形，波沿x轴正向传播，t=0时刻波传播到x=4m处，且t=0时刻x=4m处的质点沿y轴正向运动，则这列波的传播速度为10m/s，t=1.5s时，x=14 m处的质点运动的路程为200cm．
