题目内容
5．用如图甲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．现让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，对纸带上的点的痕迹进行测量，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．先打开悬挂纸带的夹子，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是否等于增加的动能．
指出其中没有必要进行的操作或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内．B、C、D．
（2）实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=20.20cm，h3=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了1.98mJ；此时重锤的动能比开始下落时增加了1.96mJ，（重锤质量为m kg，g取9.8m/s2）
分析 （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义．
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
解答 解：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$gt2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．
D：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选：BCD．
（2）根据重力做功和重力势能之间的关系有可知当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：
△EP=mgh2=1.98mJ
利用匀变速直线运动的推论，可知：
vB=$\frac{{h}_{AC}}{4T}$=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{4T}$=1.98m/s
△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×m×1.9{8}^{2}$=1.96mJ
故答案为：（1）B、C、D；（2）1.98m，1.96m．
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以及正确进行数据处理，这点要在平时训练中加强练习．
练习册系列答案
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在如图所示的电路中，A、B两端的电压U恒定不变，当开关S闭合时，R1消耗的功率为16W；当开关S断开时，R1消耗的电功率为9W，求：
16．
如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与N在同一电场线上．两个完全相同的带等量正电荷的粒子，分别以初速度V2、V1垂直于电场线进入电场（轨迹位于竖直平面内），两粒子恰好能相遇于P点，重力不计．在此过程中，下列说法正确的是（ ）
如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与N在同一电场线上．两个完全相同的带等量正电荷的粒子，分别以初速度V2、V1垂直于电场线进入电场（轨迹位于竖直平面内），两粒子恰好能相遇于P点，重力不计．在此过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 两粒子到达P点的速度大小可能相等 | |
| B． | 电场力对两粒子做功一定不相同 | |
| C． | 两粒子到达P点时的电势能的都比进入电场时大 | |
| D． | 两粒子到达P点所需时间一定不相等 |
20．
如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里．一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入极板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从较低的b点开始滑下，经P点进入极板间后，说法正确的是（ ）
如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里．一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入极板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从较低的b点开始滑下，经P点进入极板间后，说法正确的是（ ）| A． | 在开始一段时间内，其动能将会增大 | |
| B． | 在开始一段时间内，其电势能将会增大 | |
| C． | 若板间的匀强电场和匀强磁场范围足够大，小球始终克服电场力做功 | |
| D． | 若板间的匀强电场和匀强磁场范围足够大，小球所受的洛伦兹力将一直增大 |
10．
如图所示，平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端C相连接，平行板电容器两极板间距为d．电子以速度v0从平行板电容器左侧极板正中间垂直于电场线方向射入，从平行板电容器右侧距上极板$\frac{1}{4}d$处离开电场，即沿电场方向偏移的位移y=$\frac{1}{4}d$．若使滑动变阻器的滑动端C上移，电子在平行板间运动沿电场方向偏移的位移y和运动时间t的说法中，正确的是（ ）
如图所示，平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端C相连接，平行板电容器两极板间距为d．电子以速度v0从平行板电容器左侧极板正中间垂直于电场线方向射入，从平行板电容器右侧距上极板$\frac{1}{4}d$处离开电场，即沿电场方向偏移的位移y=$\frac{1}{4}d$．若使滑动变阻器的滑动端C上移，电子在平行板间运动沿电场方向偏移的位移y和运动时间t的说法中，正确的是（ ）| A． | 位移y增大，时间t可能变小 | B． | 位移y增大，时间t 一定增大 | ||
| C． | 位移y增大，时间t可能不变 | D． | 位移y不变，时间t一定不变 |
14．
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的 O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（ ）
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的 O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（ ）| A． | N点的电场强度大小为零 | |
| B． | q1 小于q2 | |
| C． | NC间场强方向向x轴正方向 | |
| D． | 将负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 |
