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    7．气垫导轨是横截面为倒“V”字形的直金属管，两斜面上的气孔喷出的空气在滑块和导轨之间形成一层“气垫”，将滑块托起，可以将滑块受到的摩擦力减小到可以忽略的程度．与气垫导轨配套的器材还有：安装在B处的光电门、滑块a，a上固定有不计质量、宽度为d的挡光片（如图所示）．
    利用上述器材结合其他测量工具，按下列步骤验证机械能守恒定律：
    ①将导轨左端适当抬高，使导轨与水平面保持一定的夹角θ，并用量角器量出θ；
    ②在A点处从静止释放滑块a，由光电门测出a经过B处的挡光时间t（写出测量的物理量的名称和符号）；求出a经过B处的速度vB=$\frac{d}{t}$（用已知和直接测得的物理量表示）
    ③还需要测量的物理量是A、B间距L（写出测量的物理量的名称和符号）
    ④在误差范围内，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就验证了机械能守恒定律．

    分析 本实验中光电门能测量通过的时间，由于遮光条通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小；
    依据下滑过程中，减小的重力势能转化为增加的动能，因此要根据AB间距与夹角，来确定下滑的高度，从而即可求解．

    解答 解：②在A点处从静止释放滑块a，由光电门测出a经过B处的挡光时间t；
    利用平均速度来代替其瞬时速度大小，那么a经过B处的速度vB=$\frac{d}{t}$；
    ③根据下滑过程中，减小的重力势能转化为增加的动能，
    由于导轨与水平面保持一定的夹角θ，那么则有，mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
    因此还需要测量的物理量是A、B间距L，
    ④mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即mgLsinθ=$\frac{1}{2}m（\frac{d}{t}）^{2}$，
    在误差范围内，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就验证了机械能守恒定律．
    故答案为：②挡光时间t，$\frac{d}{t}$；③A、B间距L；④$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$．

    点评 考查通过光电门测量瞬时速度的方法，理解何时平均速度能等于瞬时速度，掌握机械能守恒的条件，注意知道实验原理是解题的关键．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图所示，某物体沿两个半径为R 的圆弧由A经B到C，下列结论正确的是（　　）
    A．物体的位移等于4R，方向向东B．物体的位移等于2πR
    C．物体的路程等于4R，方向向东D．物体的路程等于2πR

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    18．如图所示的装置，左半部分为速度选择器，右半部分为匀强的偏转电场．一束粒子从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的粒子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知粒子的电荷量为q（q＞0），速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．
    （1）求从狭缝S2射出的粒子速度v0的大小； 
    （2）若打在照相底片上的粒子在偏转电场中沿速度水平方向飞行的距离为X，求出水平位移X．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．利用自由落体做验证机械能守恒定律的实验时，有下列器材可供选择：
    ①铁架台；②电磁打点计时器；③低压交流电源；④低压直流电源；⑤天平；⑥秒表；⑦重锤；⑧纸带；⑨刻度尺
    （1）其中实验中不必要的器材是（填序号）④⑤⑥；
    （2）若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.8m/s2，重物质量为m kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，由图中数据，可知重物由O点运动到B点重力势能减少量△Ep=7.6mJ，动能增量△Ek=7.5mJ，产生误差的原因是存在阻力．
    （计算结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    2．在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中．

    （1）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是D
    A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
    B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算瞬时速度v
    C．根据做匀变速直线运动时纸袋上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$计算出高度h
    D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸袋上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点的平均速度，测算出瞬时速度v
    （2）已知当地重力加速度为g，使用交流电的频率为f．在打出的纸带上选取连续打出的五个点A、B、C、D、E，如图所示．测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式32g（s0+s1）=f2（s1+s2）2，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减小量，出现这样结果的主要原因是打点计时器对纸带的阻力做功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T．与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度E1=100N/C．在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场，电场强度E2=100N/C．在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1.8×10-4kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1.0×10-5 C．一个质量为m1=1.8×10-4kg，电荷量为q1=3.0×10-5 C的带负电小物体（可视为质点）a以水平速度v0射入场区，沿直线运动并与小物体b相碰，a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c，进入界面M右侧的场区，并从场区右边界N射出，落到地面上的Q点（图中未画出）．已知支架顶端距地面的高度h=1.0m，M和N两个界面的距离L=0.10m，g取10m/s2．求：
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    （2）物体c刚进入M右侧的场区时的加速度．
    （3）物体c落到Q点时的速率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    19．有220V、100W灯泡一个，其工作时灯丝电阻是484Ω．若每天使用5小时，则8月份耗电15.5度，若每度电的费用为0.56元，则应付电费8.68元．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    16．为寻找月面上平坦着陆点，嫦娥三号先在月面上方100m高空的A点悬停，然后从A点出发沿水平面上轨迹ABCDBE运动，如图所示．嫦娥三号在AB段做初速度为零、加速度为0.2m/s2的匀加速直线运动，在圆周BCDB上做匀速圆周运动，在BE段做匀减速直线运动，到E时速度恰好为零，E点是理想着陆点F的正上方．已知AB长10m、BE长20m、圆BCDB半径为$\frac{10}{π}$m，设嫦娥三号质量为300kg，忽略喷气对嫦娥三号质量的影响，求：
    （1）在水平面上运动过程中嫦娥三号的最大速率；
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．一个物体在水平面上，以v0=0做匀加速直线运动，第2s内的位移为15m，求物体运动的加速度．

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