题目内容
18．在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示．
（1）该实验中使用电火花计时器，它的工作电压是交流220V（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），纸带下端所挂重物应选图乙中的C重物比较合适（填所选重物的字母）．
（2）按照正确的操作得到如图丙所示的纸带．其中打O点时释放重物，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图丙中（单位cm）．已知打点计时器打点时间间隔为0.02s，重物质量为0.5kg，当地重力加速度g取9.80m/s2．
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是12.8．
②现选取重物在OB段的运动进行数据处理，则打B点时重物的速度为1.57m/s，OB段动能增加量为0.616J，重力势能减少量为0.627J（计算结果均保留三位有效数字）．
③即使在操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△EP也一定略大于△EK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．
分析 （1）电火花打点计时器使用交流220V的电源，所选的重物应质量大一些，体积小一些．
（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B点的速度，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．
解答 解：（1）电火花打点计时器使用交流220V的工作电压，重物选择质量大一些，体积小一些的，故选C．
（2）①纸带点迹间距离的读数小数点后保留2位，则三个数据中不符合有效数字要求的是12.8．
②B点的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（16.12-9.84）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.57m/s，则OB段动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×1.5{7}^{2}$≈0.616J，重力势能的减小量△Ep=mgh=0.5×9.8×0.128J≈0.627J．
③数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△EP也一定略大于△EK，产生该系统误差的原因：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．
故答案为：（1）交流220V； C （2）①12.8 ②1.57； 0.616； 0.627
③重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，本题是常规题，运用匀变速直线运动的两个推论处理纸带问题，是高考热点，要熟练掌握．
练习册系列答案
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如图所示，质量为2kg的小球由h1=3.2m的高处自由下落，经0.1秒由地面反弹上升的高度为h2=0.8m，不计空气阻力，g=10m/s2，求地面对小球的平均作用力．
6．
如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个$\frac{1}{2}$周期中，前面的$\frac{1}{4}$被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为（ ）
如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个$\frac{1}{2}$周期中，前面的$\frac{1}{4}$被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为（ ）| A． | Um | B． | $\frac{Um}{\sqrt{2}}$ | C． | $\frac{Um}{2}$ | D． | $\frac{Um}{4}$ |
13．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系．实验装置如图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触．将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．重力加速度为g．
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；（用m、g、s、h等四个字母表示）
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
根据表中已有数据，表中缺失的数据可能是s=60.00 cm；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y．若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为$\frac{L}{20}$$\sqrt{\frac{h}{y}}$．（用L、h、y等三个字母表示）
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；（用m、g、s、h等四个字母表示）
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
| 弹簧压缩量x/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
| 小球飞行水平距离s/cm | 20.10 | 30.00 | 40.10 | 49.90 | 69.90 |
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y．若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为$\frac{L}{20}$$\sqrt{\frac{h}{y}}$．（用L、h、y等三个字母表示）
3．
A、B、C三个物体放在旋转的圆台上，动摩擦因数均为μ．A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）（ ）
A、B、C三个物体放在旋转的圆台上，动摩擦因数均为μ．A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）（ ）| A． | C物体的向心加速度最小 | B． | B物体的静摩擦力最大 | ||
| C． | 当转台转速增加时，C比B先滑动 | D． | 当转台转速增加时，A、B会同时滑动 |
7．在宽度为d的河中，船在静水中速度为v1，方向可以选择，水流速度为v2（且v1＞v2），现让该船开始渡河，则该船（ ）
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| C． | 只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关 | |
| D． | 不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关 |
8．
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一质量为0.5kg的物体受到一竖直方向拉力F的作用向上做直线运动，假定物体开始时所在平面为零势能面，机械能E随位移h的变化规律如图所示，若h上升到3.5m后撤去拉力F（整个过程空气阻力不计），下列关于物体的运动情况的说法不正确的是（ ）| A． | 0.5m～2.5m过程，物体做匀速直线运动 | |
| B． | 2.5m～3m过程，物体的加速度为g | |
| C． | 2.5m～3m过程，物体做匀速直线运动 | |
| D． | 物体能上升到的最大高度为4m |