题目内容
18．在利用电磁打点计时器（电磁打点计时器所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的试验中：（本题所有计算结果均保留三位有效数字）
（1）某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为8.00J，重力势能的减少量为8.26J．
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a=9.50m/s2．
（3）在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为0.300N．
分析 （1）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，从而得出重锤动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．
（3）根据牛顿第二定律求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小．
解答 解：（1）C点的速度为：${v}_{C}=\frac{{x}_{AE}}{2×（2T）}=\frac{（15.24+16.76）×1{0}^{-2}}{2×0.04}$m/s=4.0m/s，
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×1×16J=8.00J$．
重力势能的减少量为：$△{E}_{p}=mgh=1×9.8×（68.97+15.24）×1{0}^{-2}$=8.26J．
（2）根据△x=a（2T）2得加速度为：
a=$\frac{（16.76-15.24）×1{0}^{-2}}{4×0.0{2}^{2}}$=9.50m/s2．
（3）根据牛顿第二定律得：mg-f=ma，
解得平均阻力为：f=mg-ma=1×9.8-1×9.50N=0.300N．
故答案为：（1）8.00、8.26；（2）9.50；（3）0.300．
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度和加速度，主要是匀变速直线运动推论的运用．
练习册系列答案
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12．用中子（${\;}_{0}^{1}$n）轰击铀核（${\;}_{92}^{235}$U）产生裂变反应，会产生钡核（${\;}_{56}^{144}$Ba）和氪核（${\;}_{36}^{89}$Kr）并释放出中子（${\;}_{0}^{1}$n），当达到某些条件时可发生链式反应．一个铀核（${\;}_{92}^{235}$U）裂变时，释放的能量约为200MeV（1eV=1.6×10-19J）．以下说法正确的是（ ）
| A． | ${\;}_{92}^{235}$U的裂变方程为${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{56}^{144}$Ba+${\;}_{36}^{89}$Kr+2${\;}_{0}^{1}$n | |
| B． | ${\;}_{92}^{235}$U的裂变方程为${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{56}^{144}$Ba+${\;}_{36}^{89}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$n | |
| C． | ${\;}_{92}^{235}$U发生链式反应的条件与铀块的体积有关 | |
| D． | 一个${\;}_{92}^{235}$U裂变时，质量亏损约为3.6×10-28kg |
6．波速均为v=1.2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图所示，其中P、Q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是（ ）
| A． | 图示的时刻开始，经过1.0s，P、Q处质点通过的路程均为1.2m | |
| B． | 如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样 | |
| C． | 甲波更容易观察到明显的衍射现象 | |
| D． | 甲波中P处质点比M处质点先回到平衡位置 |
如图a所示，边长为0.1m的正方形线圈平面abcd与磁感线垂直，从t=0时开始，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴cd匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图b所示，线圈的匝数为100匝．求：
3．一台理想变压器，只有一组原线圈和一组副线圈．已知输入电压是220V，输出电压是55V，副线圈有330匝，通过副线圈的电流为2A．则（ ）
| A． | 副线圈的电阻为27.5Ω | B． | 原线圈共有1320匝 | ||
| C． | 通过原线圈的电流为0.5A | D． | 变压器的输入功率为440W |
10．
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20：1，b接原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u=220×2${\;}^{\frac{1}{2}}$sin100πt（V），则（ ）
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20：1，b接原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u=220×2${\;}^{\frac{1}{2}}$sin100πt（V），则（ ）| A． | 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 | |
| B． | 原线圈和副线圈中交变电流的频率之比为20：l | |
| C． | 当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为22V | |
| D． | 当单刀双掷开关由a扳向b后，电压表和电流表的示数均变小 |
8．关于打点计时器，回答下列问题
（1）电磁打点计时器使用的是A电源
（2）某同学利用电火花打点计时器测定小车作匀变速运动的加速度，实验中不需要的器材是③⑦（用代号表示）
①电火花打点计时器②刻度尺③秒表④带滑轮长木板⑤小车⑥纸带⑦天平
（3）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况．实验中获得一条纸带如图所示．其中两相邻的计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则相邻两个计数点间的时间为0.1s，打A点时小车运动的速度VA=0.337m/s；小车运动的加速度a=0.393m/s2．（后两空保留三位有效数字）
（1）电磁打点计时器使用的是A电源
| A、低压交流 | B、低压直流 | C、220V交流电源 |
①电火花打点计时器②刻度尺③秒表④带滑轮长木板⑤小车⑥纸带⑦天平
（3）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况．实验中获得一条纸带如图所示．其中两相邻的计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则相邻两个计数点间的时间为0.1s，打A点时小车运动的速度VA=0.337m/s；小车运动的加速度a=0.393m/s2．（后两空保留三位有效数字）