题目内容
16．用如图1所示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落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为g，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端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是BCD（填写选项对应的字母）
②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5．
③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6，并作${v_n}^2$-hn图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为$m（g-\frac{k}{2}）$．
分析 ①根据实验的原理和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E点的速度，从而得出E点的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
③由于阻力的影响，实验中重锤减小的重力势能大于重锤增加的动能．根据图线的斜率求出重锤下降的加速度，根据牛顿第二定律求出阻力的大小．
解答 解：①打点计时器应接到电源的交流输出端，故B错误．
该实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要测量重锤的质量，故C不必要．
实验时应先接通电源，再释放重物，故D错误．
选择没有必要或操作不恰当的步骤，故选：BCD．
②E点的瞬时速度${v}_{E}=\frac{{h}_{6}-{h}_{4}}{2T}$，则E点的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}$=$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为△Ep=mgh5．
③由于阻力的影响，实验中重锤减小的重力势能大于重锤增加的动能．
根据速度位移公式得，v2=2ah，可知图线的斜率k=2a，解得加速度a=$\frac{k}{2}$，根据牛顿第二定律得，mg-f=ma，解得阻力f=mg-ma=$m（g-\frac{k}{2}）$．
故答案为：①BCD ②$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，mgh5，③大于，$m（g-\frac{k}{2}）$．
点评 只有明确了实验原理以及实验的数据测量，才能明确各项实验操作的具体含义，要熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率或截距分析求解．
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冲击摆为一个右端开口、底面水平的小铁盒，可绕水平轴O在竖直平面内转动，内部放有一直径略小于铁盒边长的小球Q．竖直刻度板固定在水平桌面上，在其上O的正下方安装有一挡板K，它能阻挡铁盒的运动但不影响Q的运动．在地面上，将一块附上复写纸和白纸的木板竖直立于小球抛出点的正前方，如图所示．某同学用该冲击摆验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：| A． | Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2 | |
| B． | 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 | |
| C． | 发生光电效应时，入射光的频率一定，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多 | |
| D． | β射线是由原子核外的电子电离产生的 | |
| E． | X射线是处于激发态的原子核辐射出来的 |
如图所示为2015年12月22日美国太空探索公司回收火箭的情景，一级火箭通过尾部喷气正竖直向着降落平台减速降落：在距离降落平台高度为h时，一级火箭的速度为v．降落过程中受到的空气浮力和阻力大小之和为Ff．刚要落在降落平台上时的速度可忽略，降落过程中受到的各力均可视为恒定．假设一级火前质量为m，喷出气体的质量可以忽硌不计．则一级火箭在降落h的过程中（ ）| A． | 处于失重状态 | B． | 喷气推力为（mg+$\frac{m{v}^{2}}{2h}$-Ff） | ||
| C． | 机械能减少了Ffh | D． | 重力平均功率为$\frac{1}{2}$mgv |
| A． | 汽车运动的最大速度为30m/s | B． | 汽车减速运动的位移为90s | ||
| C． | 汽车额定功率运动的时间为30s | D． | 汽车加速行驶的时间为20s |
如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ，此时细绳刚好拉直绳中张力为零，物块与转台间摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动直到滑块即将离开水平转台的过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 转台对滑块的摩擦力不做功 | |
| B． | 转台对滑块的摩擦力一直增大 | |
| C． | 细绳对滑块的拉力做正功 | |
| D． | 当转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为$\frac{mgLsi{n}^{2}θ}{2cosθ}$ |
某次摩托车的特技表演可简化为如下模型，AB是长度为x的水平顶，BC是半径为2R的$\frac{1}{4}$圆弧，DEG是半径为R的$\frac{3}{4}$圆弧，D点在C点正上方，G点距右侧水平面高度为R，质量为m的摩托车（可视为质点）在大小恒定的牵引力F作用下从A点由静止出发，牵引力在ABC段的大小恒为F，摩托车经过C点时关闭发动机，之后沿竖直方向从D点进入上面的轨道做圆周运动，从G点脱离上方轨道，进入右侧水平面，已知重力加速度为g，假设在ABC段摩托车所受阻力恒定，且为重力的k倍，忽略其在DEG段及空气中所受的阻力
,满偏电流Ig=1mA，R1=900
