在實驗操作正確的前提下，若挑選的一條點跡清晰的紙帶如圖所示，已知相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s₁、s₂、s₃、s₄、s₅（圖中未標s₃、s₄、s₅），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應(yīng)過程中，合外力對滑塊所做的功W=

mg（S₄-S₁）

mg（S₄-S₁）

；該滑塊動能改變量的表達式為△E_K=

1

2

M[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]

1

2

M[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]

（結(jié)果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足

W≈△E_K

W≈△E_K

，則動能定理得證．

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(19分)(1)某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，有如下操作步驟：

A.在鐵架臺上水平固定好打點計時器，將連有重物的紙帶豎直穿過限位孔用手提住，讓手盡量靠近打點計時器；

B.松開紙帶，趕緊接通電源，開始打點，隨后從重物上取下紙帶；

C.挑選點跡清晰的紙帶，在紙帶上選取相隔較遠的兩個點a、b作為驗證的兩個狀態(tài)，測出這兩個點之間的距離就是這兩個狀態(tài)之間重物下落的高度h；

D.以a作為連續(xù)三個測量點的中間點，測算出該三點中首尾兩點之間的平均速度就是a點的瞬時速度va，用同樣的方法，測出b點的瞬時速度vb；

E.計算上述兩個狀態(tài)之間重物動能的增加量，計算重物重力勢能的減少量mgh，比較它們的大小是否相等。

該實驗小組在上述實驗步驟中有兩個錯誤的操作，其錯誤的步驟和錯誤是：

①                                                                     ；

②                                                                     。

(2)下面是該小組按正確操作時的情況記錄：已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，從實驗獲得的紙帶中選取一條點跡清楚且符合要求的紙帶(如圖)，若把第一點記作O，另選擇連續(xù)的三個點B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量B、C、D點到O點的距離分別為70.18cm，77.00cm，85.18cm。若重物質(zhì)量為1kg，由此可知重物在紙帶打擊O點到打擊C點的運動過程中，重力勢能的減小量為         J；動能的增加量是         J。除了考慮g的取值帶來的影響以外，你認為導(dǎo)致實驗誤差的主要原因是                   。

22（2）題圖

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某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：

A．按如圖擺好實驗裝置，

B．將質(zhì)量M＝0.20 kg的小車拉到打點計時器附近，并按住小車，

C．在總質(zhì)量m分別為10 g、30 g、50 g的三種 鉤碼中,挑選了一個質(zhì)量為50 g的鉤碼掛在拉線 的掛鉤上，

D．接通打點計時器的電源（電源頻率為f＝50 Hz）， 然后釋放小車，打出一條紙帶。

①多次重復(fù)實驗，從中挑選一條點跡清晰的紙帶如圖所示。把打下的第一點記作“0”，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用毫米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d₁＝0.0075 m，d₂＝0.03001m，d₃＝0.0675 m，d₄＝0.1200 m，d₅＝0.1875m，d₆＝0.2700 m，他把鉤碼重力（當?shù)刂亓�加速度g＝9.8 m/s²）作為小車所受合力算出打下“0”點到打下“5”點合力做功。則合力做功＝______ ，小車動能的改變量＝______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

② 此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素。請你根據(jù)該同學(xué)的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是                    ；                            。（寫出兩條即可）

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，在實驗數(shù)據(jù)處理中，要從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近

2

2

 mm，并且點跡清晰的紙帶進行測量．用質(zhì)量 1.00kg的重錘自由下落，若選出紙帶如圖所示，相鄰記數(shù)點之間的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．則從點O到打下記數(shù)點B的過程中，動能的增加量

0.473

0.473

 J，機械能損失了

0.003

0.003

 J（保留3位有效數(shù)字）．

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小昕所在的實驗小組利用圖a 所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，打出的紙帶如圖b所示，O點速度為零，A、B、C、D、E、F是打出的連續(xù)的點，已知交流電的周期為T，BC間距離為s₁，CD 間距離為s₂，DE間距離為s₃，EF間距離為s₄．
（1）對于該實驗，以下說法正確的是

 

A．應(yīng)該用天平測量重物的質(zhì)量
B．應(yīng)該用秒表測量重物下落的時間
C．選擇重錘時，應(yīng)該選擇質(zhì)量和體積都較大的
D．如果用電磁打點計時器，不能用4節(jié)干電池（一節(jié)干電池的電壓為1.5V）供電，只能接4-6V的交流電源
E．在作勻速圓周運動的“神舟十號飛船”中，“王亞平”可以用圖a裝置來驗證機械能守恒定律
F．實驗時，應(yīng)該先閉合電源再松開紙帶
G．實驗時，要從幾條打上點的紙帶中挑選第一、第二兩點之間的距離接近2cm且點跡清晰的紙帶進行測量．
（2）小華所在的實驗小組則用該實驗裝置來驗證動能定理，若還知道當?shù)氐闹亓�加速度為g，但紙帶B之前的點（不包含B點）模糊不清，請用題目所給的條件，寫出驗證動能定理的符號表達式：

 

（用題干所給的符號表示）．實際上，在實驗中總有重力所做的功W_G

 

△E_K（動能的變化量）（填“＞，=，＜”），其原因是：

 

．
（3）小明所在的實驗小組則用該實驗裝置，采用作圖法來驗證機械能守恒定律，如果以v²為縱軸，以h（h為各點到初始點O的距離）為橫軸，下圖ABCD選項中是四個同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v²-h圖線，則正確的圖象是：

 

，根據(jù)正確的v²-h圖線，該圖線的斜率等于

 

（4）小紅所在的實驗小組則利用該實驗裝置打出的紙帶，還測出當?shù)氐闹亓�加速度，其符號表達式為 g=

 

（用題干所給的符號表示）．

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第一部分  選擇題（每題4分，共40分，漏選給2分，錯選、不選給0分）

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

B

CD

C

BC

ABC

BD

AC

BD

AC

CD

AC

CD

第二部分　非選擇題（共110分）

13．（1）(4分)直徑讀數(shù)為  2.010   mm； 長度是  11.45   mm。

（每空2分，第一空最后一位估計允許偏差±0.001mm，第二空答案是唯一的）

（2）(10分)

（a）實驗電路圖（2分，有錯給0分）

（b）  110   W，    1.10   V。

（c）電動勢E＝  1.30  V，內(nèi)電阻r＝__20__W.

（每空2分，有效數(shù)字不做要求）

14．（1）（2分）還需要的實驗器材是：

   刻度尺、天平（配砝碼）  ．（每項1分）

（2）（每空2分）

還缺哪些實驗步驟： 平衡摩擦力（適當墊起長木板的左端，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止）

應(yīng)控制的實驗條件： 實驗中保持．

要驗證的數(shù)學(xué)表達式：

（3）（每空2分）

W＝；    ΔE_K＝．

本題第（1）、（2）問可能會出現(xiàn)許多不同的解答，可參考以下方案給分：

解一：（1）天平（1分）   刻度尺（1分）

（2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細沙，直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運動為止（2分），用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′（2分）．

本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式（2分）

解二：（1）天平（1分）   刻度尺（1分） 

（2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細沙直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運動為止（2分），用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′（1分）．實驗中保持．（1分）

本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式（2分）

解三：（1）天平（1分）   刻度尺（1分）   小木塊（1分）

（2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量（2分），再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．

本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式（2分）

解四：（1）天平（1分）   刻度尺（1分）   小木塊（1分）

（2）所缺的步驟：先將小沙桶和滑塊的連線斷開，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起（1分），直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．實驗中保持．（1分）

本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式（2分）

解五：（1）天平（1分）   刻度尺（1分）    小木塊（1分）  

（2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量（1分），再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．實驗中保持．（1分）

本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式（2分）

15．（10分）解：著陸器從高度為h處平拋到第二次著陸，由機械能守恒有：

                            2分

得出月球表面的重力加速度為：………①         3分

當衛(wèi)星的軌道半徑為月球半徑R時，發(fā)射速度最小，設(shè)最小速度為，由萬有引力（約等于重力）提供向心力有：

………②                                    2分

   由①②式可得出：………③     3分

16．（12分）

解：（1）由左手定則和題意知，小球帶負電   ………2分

設(shè)小球第一次到達最低點時的速度為v，則由動能定理（或由機械能守恒定律）可得： ………2分

在最低點由向心力公式得：

………2分

解得：q=2.5×10^-3C ………1分

（2）根據(jù)機械能守恒定律，小球第二次到達最低點時，速度大小仍為v………2分

由向心力公式得：………2分

解得：F=5.5×10^-2N………1分

17．(14分)

解：（1）金屬桿做加速度不斷減小的加速運動………2分

（2）由圖象知：

   時，；

   此時由于平衡………2分

   得：………2分

（3）由圖象知：，

此時由牛頓第二定律：………2分

即：；………3分

解得：………3分

18．（15分）

解：（1）因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做勻速直線運動，所以油滴受的合力為零，若油滴帶負電，則其合力一定不為零；若油滴帶正電，則其合力可以為零，所以油滴帶正電．………3分

 (2) 由平衡條件知： ………3分

 ………2分                 

（3）油滴從進入區(qū)域到點的過程由動能定理：

   ………3分

   ；………2分

   ………2分

19．(16分)

解：（1）對球，從靜止到碰的過程由動

能定理：；………1分

即：

得：…1分

    、碰撞由動量守恒，令水平向左為正：有：………1分

    得：（向左）………1分

     加上豎直向上的電場后，整體仍做圓周運動到最高點的過程由動能定理：

      ………1分

     得： ………1分

    在最高點，由牛頓第二定律：………1分

    得：………1分

（2）整體能完成圓周運動的條件是：在點：………1分

即：    ………1分

得：………1分

、碰撞由動量守恒，令水平向左為正：有：

   得：  ………1分  由  得：………1分

、碰撞由動量守恒，令水平向右為正：有：

得：  ………1分  由  得：………1分

所以，滿足的條件是：或………1分

20.（17分）

解：解:(1)質(zhì)子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運動，根據(jù)

牛頓第二定律有：………2分

得半徑為：………2分

(2)由于質(zhì)子的初速度方向與x軸正方向的夾角為30⁰，

且半徑恰好等于OA，因此質(zhì)子將在磁場中做半個圓周

運動到達y軸上的C點，如圖所示.

根據(jù)圓周運動的規(guī)律，質(zhì)子做圓周運動的周期為: ………2分

質(zhì)子從出發(fā)運動到第一次到達y軸的時間為: ………1分

質(zhì)子進入電場時的速度方向與電場的方向相同，在電場中先做勻減速運動，速度減為零后反向做勻加速直線運動，設(shè)質(zhì)子在電場中運動的時間為t₂，根據(jù)牛頓第二定律有:

………2分，得………1分

因此質(zhì)子從開始運動到第二次到達y軸的時間為: ………2分．

(3)質(zhì)子再次進入磁場時，速度的方向與電場的方向相同，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，到達y軸的D點.由幾何關(guān)系得CD=2Rcos30⁰  ………2分

則質(zhì)子第二次到達y軸的位置為

………2分

即質(zhì)子第三次到達y軸的坐標為（0，34.6）. ………1分