题目内容
2．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，重锤由静止开始落下，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．按照图示装置安装好器材
B．将打点计时器接到直流电源上
C．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带
D．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或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填写在空行内BC．
（2）某同学正确操作实验得到如图2所示的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测量出A点距纸带上打下的第一个点O距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件打C点时重锤的速度v=$\frac{（{x}_{1}+{x}_{2}）f}{4}$，若利用O、C两点验证机械能守恒，则需满足的机械能守恒表达式为mg（x0+x1）=$\frac{1}{32}$m（x1+x2）2f2（用题给出条件表达）．实验发现，动能增加总是略小于势能减少，这是由于实验过程中存在摩擦造成，请根据实验所测条件，计算重锤下落的加速度的表达式为a=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）{f}^{2}}{4}$．
分析 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，只有这样才能明确每步操作的具体含义．
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；
利用匀变速直线运动的推理△x=aT2可以求出重锤下落的加速度大小．
解答 解：（1）B．将打点计时器接到直流电源上，打点计时器应接到交流电源上．
C．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带，
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．
故选：BC
（2）利用匀变速直线运动的推论得
vC=$\frac{{x}_{AE}}{{t}_{AE}}$=$\frac{（{x}_{1}+{x}_{2}）f}{4}$
动能增加量等于：△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{C}^{2}$-0=$\frac{1}{32}$m（x1+x2）2f2；
重物重力势能减少量为：△Ep=mgh=mg（x0+x1）
因此验证机械能守恒的表达式：mg（x0+x1）=$\frac{1}{32}$m（x1+x2）2f2；
利用匀变速直线运动的推论△x=at2
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）{f}^{2}}{4}$
故答案为：（1）BC；（2）$\frac{（{x}_{1}+{x}_{2}）f}{4}$；mg（x0+x1）=$\frac{1}{32}$m（x1+x2）2f2；$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）{f}^{2}}{4}$．
点评 纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，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和加速度．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题．
如图所示，一对足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成θ角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为g．则（ ）| A． | 金属杆加速运动过程中的平均速度小于$\frac{v}{2}$ | |
| B． | 金属杆加速运动过程中重力做功的功率大于克服安培力做功的功率 | |
| C． | 当金属杆的速度为$\frac{v}{4}$时的加速度大小是速度为$\frac{v}{2}$时加速度大小的2倍 | |
| D． | 整个运动过程中金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热 |
如图所示，水平放置的圆盘绕中心轴勾OO′匀速转动，一物块P放在圆盘上并与圆盘相对静止，对物块受力分析正确的是，物块只受到（ ）| A． | 重力、弹力、摩擦力和向心力 | B． | 重力、弹力、摩擦力 | ||
| C． | 弹力、摩擦力 | D． | 重力、弹力 |
示波器的工作原理图如图所示，在某一工作状态下，亮点出现在荧光屏上第一象限中的P点；要使亮点水平移动到第二象限中，不能单独采取的措施有（ ）| A． | 减小UXX | B． | 增大UXX | ||
| C． | 增大电子枪的加速电压 | D． | 减小电子枪的加速电压 |
如图所示，A、B是两个依靠摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA=2RB，则两轮边缘上的（ ）| A． | 转速之比nA：nB=1：2 | B． | 周期之比TA：TB=1：2 | ||
| C． | 向心加速度之比aA：aB=2：1 | D． | 角速度之比ωA：ωB=1：1 |
如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时B静止，A具有4kg•m/s的动量（以向右为正），刚开始绳松弛．在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A、B动量的变化量可能为（ ）| A． | △PA=4kg•m/s，△PB=-4kg•m/s | B． | △PA=2kg•m/s，△PB=-2kg•m/s | ||
| C． | △PA=-2kg•m/s，△PB=2kg•m/s | D． | △PA=△PB=2kg•m/s |
| A． | 爱因斯坦首先提出原子的核式结构学说 | |
| B． | 卢瑟福在利用α粒子轰击氮核的实验中发现了质子 | |
| C． | 贝克勒尔在α粒子散射实验中发现了电子 | |
| D． | 查德威克为解释光电效应的实验规律提出了光子说 |