题目内容
7．
某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验．实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d 的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．实验地点的重力加速度大小为g．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．（1）（单选）选出下列必要的实验测量步骤B
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
（2）若该同学用d与t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足[（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2]=2gh关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的．
（3）用此实验测量比用打点计时器测量的优点是：（写两点）阻力小；测量精确．
分析 （1）根据实验目的以及机械能守恒定律的表达式，可明确该实验需要测量的物理量；
（2）写出机械能守恒的表达式，可正确解答本题．
（3）根据实验原理与打点计时器自身结构，从而确定优点．
解答 解：（1）A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，故B正确；
C、测出AB之间的距离h，不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故C错误；
D、根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间△t，故D错误．
故选B．
（1）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$，
v2=$\frac{d}{{t}_{2}}$．
根据机械能守恒有：mgh=$\frac{1}{2}$m${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$$m{v}_{1}^{2}$，即[（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2]=2gh．
（3）根据实验原理及打点计时器的结构与工作原理，可知，
通过光电门，借助于平均速度来算出瞬时速度，优点是阻力更小，且测量准确．
故答案为：（1）B； （2）$\frac{1}{2}$[（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2]=gh； （3）阻力小；测量精确．
点评 验证机械能守恒的实验方法有多种，解答的关键是明确实验原理，同时注重动手实验，体会实验步骤以及数据处理的过程，加深对实验的理解．
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15．
如图，O、A、B为一直线上的三点，OA=AB=r，在O处固定一个点电荷+Q，A、B两点的电场强度分别为EA、EB，若一点电荷-q放在A、B两点所受库仑力分别为FA、FB，电势能分别为εA、εB，OA、AB之间电势差分别为UOA、UOB，则（ ）
如图，O、A、B为一直线上的三点，OA=AB=r，在O处固定一个点电荷+Q，A、B两点的电场强度分别为EA、EB，若一点电荷-q放在A、B两点所受库仑力分别为FA、FB，电势能分别为εA、εB，OA、AB之间电势差分别为UOA、UOB，则（ ）| A． | EA=2EB | B． | FA=4FB | C． | UOA=UOB | D． | εA＜εB |
2．下列说法正确的有（ ）
| A． | 由波尔理论可知，氢原子的核外电子从较高轨道跃迁到较低轨道时，要辐射一定频率的光子，同时电子动能减小，电势能增大 | |
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| E． | 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动能转移给电子，因此，光子散射后波长变短 |
如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍．管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12cm，大气压强为p0=75cmHg．现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度差达6cm为止，求活塞下移的距离（假设环境温度不变）．
19．
极限运动员从距地面高度约3.9万米的高空跳下，并成功着陆．假设他沿竖直方向下落，其v-t图象如图，则下列说法中正确的是（ ）
极限运动员从距地面高度约3.9万米的高空跳下，并成功着陆．假设他沿竖直方向下落，其v-t图象如图，则下列说法中正确的是（ ）| A． | 0～t1时间内运动员及其装备机械能守恒 | |
| B． | t1～t2时间内运动员处于超重状态 | |
| C． | t1～t2时间内运动员的平均速度$\overline{v}$＜$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$ | |
| D． | t2～t4时间内重力对运动员做的功等于他克服阻力做的功 |
如图所示，倾角为45°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相接，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直平面内，A、C两点等高．质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，g取10m/s2．
17．
理发店门口，常可以看到这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹．我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹柱在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉．如图所示，假设筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）L，如果我们观察到条纹以速度v向上运动，则圆筒的转动情况是（俯视）（ ）
理发店门口，常可以看到这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹．我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹柱在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉．如图所示，假设筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）L，如果我们观察到条纹以速度v向上运动，则圆筒的转动情况是（俯视）（ ）| A． | 顺时针，转速n=$\frac{v}{2πL}$ | B． | 顺时针，转速n=$\frac{v}{L}$ | ||
| C． | 逆时针，转速n=$\frac{v}{2πL}$ | D． | 逆时针，转速n=$\frac{v}{L}$ |