题目内容
3．
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：（1）下面叙述正确的是BD
A、应该用天平称出物体的质量．
B、打点计时器应接在电压为4～6V的交流电源上．
C、操作时应先放纸带再通电．
D、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带．
（2）有下列器材可供选用：重锤，铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压交流电源，导线，电键，天平，刻度尺．其中不必要的器材有秒表、天平．
（3）下列关于实验误差的说法中，正确的是BD
A．重锤质量的称量不准会造成较大误差
B．重锤质量选用得大些，有利于减小误差
C．重锤质量选用得较小些，有利于减小误差
D．先释放重物，后接通电源会造成较大误差
（4）实验中用打点计时器打出的纸带如图所示，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点子未标出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s1=20.06cm，s2=24.20cm，s3=28.66cm，s4=33.60cm重锤的质量为m=1.00kg；计时器的打点周期为T=0.02s；实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2．为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒．则应计算出：打下D点时重锤的速度v=$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）f}{2}$（表达式）=2.15m/s，重锤重力势能的减少量△Ep=mgs2（表达式）=2.37J，重锤动能的增加量△Ek=$\frac{1}{8}m{f}^{2}（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}$（表达式）=2.31J（结果保留三位有效数字）
分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不必要的器材．
（3）实验中误差的主要来源是阻力的影响，为了减小阻力影响，重锤质量应选择质量大一些、体积小一些的，实验时应先接通电源，再释放纸带．
（4）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D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）A、实验中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，所以不需要用天平测量重物的质量，故A错误．
B、打点计时器应接在电压为4～6V的交流电源上．故B正确．
C、操作时应先接通电源，再释放纸带，故C错误．
D、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带，故D正确．
故选：BD．
（2）实验中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，所以不需要用天平测量重物的质量，运动的时间可以由打点计时器直接得出，所以不需要秒表．
（3）A、实验中重物的质量不必要测量，重锤质量测量不准，不会产生误差，故A错误．
B、为了减小阻力的影响，重锤应选择质量大一些，体积小一些的，故B正确，C错误．
D、先释放重物，后接通电源会造成较大误差，故D正确．
故选：BD．
（4）D点的瞬时速度${v}_{D}=\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2T}$=$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）f}{2}$，代入数据解得${v}_{D}=\frac{1}{2}×（0.2866-0.2006）×50$=2.15m/s．
重锤重力势能的减少量△Ep=mgs2=1×9.8×0.242J≈2.37J，重锤动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}$=$\frac{1}{8}m{f}^{2}（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}$=$\frac{1}{8}×1×5{0}^{2}×（0.2866-0.2006）^{2}$=2.31J．
故答案为：（1）BD；（2）秒表、天平；（3）BD；（4）$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）f}{2}$，2.15，mgs2，2.37，$\frac{1}{8}m{f}^{2}（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}$，2.31．
点评 解决本题的关键知道实验的原理和误差的来源，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．
| A． | 输电线上的损失功率为300 W | B． | 升压变压器的匝数比为1：10 | ||
| C． | 输电线上的电流为100 A | D． | 降压变压器的输入电压为4 700 V |
一物体由静止开始运动的速度-时间关系图象如图，求：
一理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=10：1．原线圈输入正弦交变电压如图所示，副线圈接入一阻值为22Ω的电阻．下列说法中正确的是（ ）| A． | 电阻中交变电阻的方向每秒改变50次 | |
| B． | 原线圈中电流的有效值是$\frac{\sqrt{2}}{10}$A | |
| C． | 与电阻并联的交流电压表示数是220V | |
| D． | 1min内电阻产生的热量是1.32×103J |
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11：1．原线圈两端接入交流电源u=220$\sqrt{2}$sin100πt（V）．图中R1是用黑纸包裹着的光敏电阻，电表均为理想电表．下列说法中正确的是（ ）| A． | 电压表的示数为20$\sqrt{2}$V | |
| B． | 滑动变阻器的触头P向a端移动，电流表示数变小 | |
| C． | 滑动变阻器的触头P向a端移动，电压表示数变小 | |
| D． | 去除R1外的黑纸，用光照射光敏电阻，电流表示数变大 |
如图所示，电路中各元件的参数为：R1=R2=R3=10Ω，R4=30Ω，C=300μF，电源电动势E=6V，内阻不计，开始时开关S2断开，单刀双掷开关S1开始时接通触点2，求：
如图所示，把重为20N的物体放在倾角θ=30°的粗糙斜面上，物体左端与固定在斜面上且平行于斜面的轻弹簧连接．若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N，试判断物体受到弹簧的弹力方向和可能取值．
如图所示，质量m1=10kg和m2=30kg的两物体叠放在动摩擦因数为0.25的粗糙水平地面上．一个处于水平方向的轻弹簧，其劲度系数k=250N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态．现用一水平拉力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向右移动，当移动x=0.20m时，两物体间开始相对滑动，取g=10m/s2，则此时水平拉力F的大小为（ ）