题目内容
11．在暗室中用图1示装置做验证机械能守恒定律的实验．实验器材有：铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪．实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下．
②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮．由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴．
③用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度．
④处理实验数据．
（1）实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率f1与水滴滴落的频率f2的关系为：f1=f2．
（2）实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，此时水滴的质量为2g，某同学读出水滴到第一个水滴O的距离如图2所示．根据数据测得水滴C此时的速度vC为2.27 m/s，若此水滴的质量为2g，水滴C下落到此位置，增加的动能为5.15×10-3J，减少的重力势能为5.17×10-3J．（重力加速度取9.80m/s2，结果都保留三位有效数字）．
（3）上题中，减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek，某研究小组认为，可调节水滴的大小，当第二次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，重复第（2）题的研究过程，误差会大大减小，你认为为种方法正确吗？简要说明理由．
分析 （1）实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率f1与水滴滴落的频率f2应相等．
（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C点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度得出重力势能的减小量．
（3）根据误差产生的原因，分析增大水滴的大小是否会减小误差．
解答 解：（1）频闪仪的闪光频率f1与f2水滴滴落的频率的关系为f1=f2；
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.3448-0.1936}{2×\frac{1}{30}}m/s$≈2.27m/s．水滴到达C位置时增加的动能$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{c}}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×1{0}^{-3}×2.2{7}^{2}$J≈5.15×10-3J，减小的重力势能$△{E}_{p}=mgh=2×1{0}^{-3}×9.80×0.2639$J≈5.17×10-3J．
（3）减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek的原因是阻力的存在，调节水滴的大小，可以减小阻力的影响，从而减小误差．
故答案为：（1）f1=f2，（2）2.27，5.15×10-3，5.17×10-3，（3）减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek的原因是阻力的存在，调节水滴的大小，可以减小阻力的影响，从而减小误差．
点评 本题类似于打点计时器通过纸带测量验证机械能守恒定律，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．
练习册系列答案
相关题目
4．
如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，重力加速度为g，则（ ）
如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，重力加速度为g，则（ ）| A． | 若乙的速度为 v0，工件在乙上侧向（ 垂直于乙的运动方向）滑过的距离s=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gμ}$ | |
| B． | 若乙的速度为 2v0，工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变 | |
| C． | 若乙的速度为 2v0，工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=2v0 | |
| D． | 保持乙的速度 2v0 不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，驱动乙的电动机的平均输出功率$\overline{P}$=$\frac{4\sqrt{5}}{5}$mgμv0 |
2．
如图甲所示，光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，轨道左侧连接一定值电阻R，导体棒ab垂直导轨，导体和轨道的电阻不计．导体棒ab在的水平外力作用下运动，外力F随t变化如乙图所示，在0～t0时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t0以后，导体棒ab运动情况为（ ）
如图甲所示，光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，轨道左侧连接一定值电阻R，导体棒ab垂直导轨，导体和轨道的电阻不计．导体棒ab在的水平外力作用下运动，外力F随t变化如乙图所示，在0～t0时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t0以后，导体棒ab运动情况为（ ）| A． | 一直做匀加速直线运动 | B． | 做匀减速直线运动，直到速度为零 | ||
| C． | 先做加速，最后做匀速直线运动 | D． | 一直做匀速直线运动 |
如图所示为水平放置的光滑导体框架，宽L=0.2m，接有电阻R=5Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=10T，一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，框架和导体棒ab的电阻均不计．当ab以v=2m/s的速度向右匀速滑动时，通过导体棒ab的电流I=0.8A，拉力F的功率P=3.2W，当ab棒向右运动了S=0.5m时，通过电阻R的电量q=0.2C．
在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，画出完整的光路图，由于没有量角器，他以入射点O点为圆心画圆交入射光线于A点，交折射光线于B点，过A点画法线的垂线与法线交于C点，过B点画法线的垂线与法线交于D点，如图所示，若各线段的长度可以用$\overline{AC}$、$\overline{CD}$、$\overline{BD}$、$\overline{DO}$表示，则玻璃的折射率可表示为$\frac{\overline{AC}}{\overline{BD}}$．
如图所示，在绝缘水平桌面上放置一矩形金属线框abcd，虚线MN右侧分布着一竖直向下的匀强磁场，已知磁场的磁感应强度B=0.5T，线框边长lab=0.2m，lcb=0.5m，质量m=0.1kg，电阻R=0.1Ω，线框与桌面的动摩擦因数μ=0.2．现用一水平向右的拉力F作用在线框上，使它以v0=1m/s的速度向右匀速运动一段距离，重力加速度g取10m2/s，求：
如图所示，关于y轴对称、电阻不计且足够长的光滑导轨固定于水平面内，导轨的轨道方程为y=kx2（k为已知常量）．导轨所在区域内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场．一质量为m的长直导体棒平行于x轴方向置于导轨上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度大小为a的匀加速直线运动．运动过程中导体棒与x轴始终平行．导体棒单位长度的电阻为ρ，其与导轨接触良好．求：
20．
2016年11月22日新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁一库车750千伏输电线路工程正式投入使用，标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平．目前输电线路给库车变电站传输的功率是30万千瓦，新疆电网也由之前的220千伏直接升级为750千伏．若此线路远距离输电时，首先要将伊犁风力发电机组750 V的电压通过升压变压器升高到750千伏（输送端电压），通过远距离输电后在库车变电站通过降压变压器降低到各级用户所需电压，远距离输电各电压等级的功率线损率（输电过程损失的功率）如下表中所示，下列选项正确的有（ ）
2016年11月22日新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁一库车750千伏输电线路工程正式投入使用，标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平．目前输电线路给库车变电站传输的功率是30万千瓦，新疆电网也由之前的220千伏直接升级为750千伏．若此线路远距离输电时，首先要将伊犁风力发电机组750 V的电压通过升压变压器升高到750千伏（输送端电压），通过远距离输电后在库车变电站通过降压变压器降低到各级用户所需电压，远距离输电各电压等级的功率线损率（输电过程损失的功率）如下表中所示，下列选项正确的有（ ）| 电压等级（kV） | 导线截面（mm） | 线损率（%） |
| 220 | 1*570 | 2.75 |
| 330 | 2*270 | 1.30 |
| 500 | 3*570 | 0.95 |
| 750 | 4*570 | 0.70 |
| A． | 新疆750千伏库伊一线的输送电流是0.4 A | |
| B． | 此线路输送交流电的表达式可表示为U=750sinl00πt（kV） | |
| C． | 伊犁变电站的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：1 000 | |
| D． | 通过此次升级库伊线能节省输电线上的功率损耗为6.15×106 W |
1．
甲、乙两物体从同一地点出发且在同一条直线上运动，它们的位移-时间（x-t ）图象如图所示，由图象可以看出在0-4s内（ ）
甲、乙两物体从同一地点出发且在同一条直线上运动，它们的位移-时间（x-t ）图象如图所示，由图象可以看出在0-4s内（ ）| A． | 甲、乙两物体始终同向运动 | B． | 4s时甲、乙两物体的速度大小相等 | ||
| C． | 甲的平均速度大于乙的平均速度 | D． | 甲、乙两物体之间的最大距离为3m |