题目内容
14．与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的发射和接受装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．
现利用图乙所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．保留三位有效数字，问：
（1）滑块通过光电门1时的速度v1=1.0m/s，通过光电门2时的速度v2=2.5m/s．
（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为5.25J，重力势能减少量为5.29J．
（3）结论：在误差允许的范围内，可以认为滑块的机械能守恒．
若在误差允许范围内，两者不等，则可能的原因是受到斜面的摩擦力及空气阻力的作用，则机械能不守恒；．
分析 知道光电门测量瞬时速度的原理从而求出瞬时速度；再根据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．同时分析实验原理，明确误差存在可能的原因．
解答 解：（1）由于滑块通过光电门的时间极短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有：
v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$=$\frac{0.05}{0.05}$=1.0m/s
滑块通过光电门2的速度v2=$\frac{d}{{t}_{2}}$=$\frac{0.05}{0.02}$=2.5m/s
（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量△Ek=Ek2-Ek1=$\frac{1}{2}$mv22-$\frac{1}{2}$mv12=$\frac{1}{2}$×2×（2.52-1）=5.25J
重力势能减小量△Ep=mgh=2.0×9.8×0.540×0.5J=5.29J．
（3）由于滑块动能的增大与滑块重力势能的减小量非常接近，所以在误差允许的范围内，可以认为滑块的机械能守恒．若两者不相等，可能的原因：受到斜面的摩擦力及空气阻力的作用，则机械能不守恒；
故答案为：（1）1.0；2.5；（2）5.25；5.29；（3）误差允许的范围内，可以认为滑块的机械能守恒；受到斜面的摩擦力及空气阻力的作用，则机械能不守恒；
点评 本题考查掌握验证机械能守恒定律的原理，要注意明确根据平均速度来表示瞬时速度的方法；同时注意明确机械能守恒条件的分析，能正确分析实验误差；同时在数据计算时要注意单位的换算．
练习册系列答案
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4．
某手摇交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴（位于线圈平面内）匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图象如图，由图象可知（ ）
某手摇交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴（位于线圈平面内）匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图象如图，由图象可知（ ）| A． | 该交变电流频率是0.4Hz | |
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5．下列说法正确的是（ ）
| A． | 捕鱼人在岸上不同的位置看到水中静止的鱼的位置不变 | |
| B． | 清晨人们刚刚看到太阳从地平线上升起时实际太阳还在地平线以下 | |
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9．下列说法中正确的是（ ）
| A． | 晶体具有确定的熔点 | |
| B． | 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 | |
| C． | 某物体温度高，组成该物体的某些分子速率可能很小 | |
| D． | 理想气体从外界吸热，则内能一定增大 | |
| E． | 压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力 |
19．
如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（ ）
如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（ ）| A． | 开关S闭合时，灯泡A比B先亮 | |
| B． | 开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮 | |
| C． | 开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后保持不变 | |
| D． | 开关S断开瞬间，A、B闪亮一下逐渐熄灭 |
6．
如图所示，A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）
如图所示，A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）| A． | 先同时抛出A、B两球，再抛出C球 | |
| B． | 先同时抛出B、C两球，再抛出A球 | |
| C． | 必须满足vA＞vB＞vC | |
| D． | 三球落地时C球与竖直向下方向夹角最小 |
3．在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将（ ）
| A． | V1不变，V2增大 | B． | V1增大，V3增大 | C． | V2增大，V3减小 | D． | V2减小，V3增大 |
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