题目内容
12．用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，打点计时器在m1拖着的纸带上打出一系列的点，已知打点计时器的打点频率为50Hz．
（1）下面给出了该实验的操作步骤：
A．按照图示的装置安装实验器材
B．将打点计时器接到直流电源上
C．先释放m2，再接通电源，在纸带打下一系列点迹
D．挑选点迹清晰的纸带进行测量
E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能
其中操作不当的步骤是：BC
（2）图乙是正确操作实验获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间均有4个点未画出，计数点间的距离如图乙所示，已知m1=50g、m2=100g（g取9.8m/s2，结果均保留三位有效数字），则
①在打0～5点过程中系统动能的增加量△Ek=0.192J，系统重力势能的减少量△EP=0.196J．
②某同学作出了v2-h图线（h为m2，下落的距离，v2为下落该距离对应速度的平方）图线如图丙所示，据图线得到的重力加速度g=9.60m/s2．
分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不正确的操作步骤．
（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计数点5的瞬时速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
根据机械能守恒得出v2-h的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度．
解答 解：（1）打点计时器应接到交流电源上，实验时应先接通电源，再释放纸带．故操作不当的步骤为BC．
（2）①计数点5的瞬时速度${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{0.144+0.176}{0.2}m/s=1.6m/s$，则系统动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.15×1．{6}^{2}$J=0.192J，系统重力势能的减小量△Ep=（m2-m1）gh=0.05×9.8×（0.256+0.144）J=0.196J．
②根据机械能守恒有：$\frac{1}{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）{v}^{2}=（{m}_{2}-{m}_{1}）gh$，则${v}^{2}=\frac{2（{m}_{2}-{m}_{1}）gh}{{m}_{1}+{m}_{2}}$，可知图线的斜率k=$\frac{2（{m}_{2}-{m}_{1}）g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$=$\frac{6.4}{1}$，代入数据解得g=9.60m/s2．
故答案为：（1）BC，（2）①0.192，0.196，9.60．
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，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量，对于图线问题，通常的解题思路是得出物理量的关系式，从而得出图线斜率的含义．
轻松暑假总复习系列答案| A． | 2.5m/s | B． | 2.4m/s | C． | 0.5m/s | D． | 1.2m/s |
如图，电荷量为q、质量为m的离子，在狭缝S1处速度接近零，经加速电场U=705伏的电压加速后，从狭缝S3进入B=3.85×10-1T的匀强磁场，从照相底片上量得离子作匀速圆周运动的半径R=5.0cm．
以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略不计，带同种电荷的a、b两小球在光滑水平上相向运动．已知当小球间距小于或等于L时，两者间的库仑力始终相等；小球间距大于L时，库仑力为零．两小球运动时始终未接触，运动时速度v随时间t的变化关系图象如图所示．由图可知（ ）| A． | a小球大于b小球质量 | |
| B． | 在t2时刻两小球间距最大 | |
| C． | 在0～t3时间内两小球间距逐渐减小 | |
| D． | 在0～t2时间内b小球所受斥力方向始终与运动方向相反 |
| A． | 氡的半衰期为3.8天，若取80个氡原子核，经7.6天后就一定剩下20个氡原子核了 | |
| B． | 铀核${\;}_{92}^{238}$U衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 | |
| C． | 对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的頻率成线性关系 | |
| D． | 一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能够辐射10种不同频率的电磁波 | |
| E． | 比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定 |
如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为100m/s，下列说法中正确的是（ ）| A． | 图示时刻质点b正在向下振动，加速度增大，速度减小 | |
| B． | 从图示时刻开始记时，0.01s时刻质点a的速度最大 | |
| C． | 该机械波的周期是0.02s | |
| D． | 在该波传播过程中遇到宽约1m的障碍物，能发生明显的衍射现象 | |
| E． | b质点比a质点先回到平衡位置 |
一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6s时刻，这列波刚好传到Q点，波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（ ）| A． | 这列波的波速为16.7 m/s | |
| B． | 这列波的周期为0.8 s | |
| C． | 质点c在这段时间内通过的路程一定等于30 cm | |
| D． | 从t=0时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是$\frac{1}{3}$s这个时刻 |
一小水电站，输出的电功率为P0=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=1.0Ω，最后经理想将压变压器T2降为220V向用户供电．下列说法正确的是（ ）| A． | 变压器T1的匝数比n1：n2=5：1 | B． | 输电线上的电流为50A | ||
| C． | 变压器T2的匝数比n3：n4=190：22 | D． | 输电线上损失的电功率为100W |
质量为m1的物体放在A地的地面上，用竖直向上的力F拉物体，物体在竖直方向运动时产生的加速度a与拉力F的关系如图中直线A所示；质量为m2的物体在B地的地面上做类似的实验，得到加速度a与拉力F的关系如图中直线B所示，A、B两直线交纵轴于同一点，设A、B两地的重力加速度分别为g1和g2，由图可知（ ）| A． | m2＞m1，g2＜g1 | B． | m2＞m1，g2=g1 | C． | m2＜m1，g2=g1 | D． | m2=m1，g2＜g1 |