20．使用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律．圖是按正確操作順序操作打出的一條紙帶，圖2中點O是打出的第一個點跡，A、B、C、D、E、F、G是依次打出的點，量出O、F間的距離為h=21.90cm，E、G間的距離s=8.20cm．已知電火花計時器的打點頻率是f=50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭取9.8m/s2，重物的質(zhì)量為m=1kg．從開始運動到打下F點的過程中，重物重力勢能的減少量△Ep=2.15J，動能的增加量△Ek=2.10J．造成兩者不相等的主要原因是有空氣阻力或紙帶與打點計時器之間有阻力的作用．

分析 紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢能有相當一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量．

解答 解：重物由開始運動到F點時，重物的重力勢能的減少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.219 J=2.15J．
利用勻變速直線運動的推論
vF=$\frac{s}{2T}$=$\frac{0.082}{0.04}$=2.05m/s
EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=2.10 J
這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重物的重力勢能的減少量略大于動能的增加量，原因是紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．
故答案為：2.15，2.10，有空氣阻力或紙帶與打點計時器之間有阻力的作用．

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊．當物塊運動到B點時撤去拉力，物塊繼續(xù)滑動一段距離后停在C點．測得A、B兩點相距x1=16m，B、C兩點相距x2=4m，g取10m/s2，求：
（l）物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ：
（2）物塊從A點運動到C點的時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．某實驗小組的同學自測量水的電阻率時采用了如下步驟：

（1）在長方體水槽中裝入一定量的水，并將寬度與水槽相同的兩金屬電極a、b緊貼著水槽前、后壁插入到槽底，測得水槽寬d=4.60cm、水深h=4.00cm，a、b板之間的距離L=7.35cm．為測定槽內(nèi)水的電阻，同學們拿出了如圖甲所示的四種電路方案（滑動變阻器R0=20Ω），其中正確的是B．
（2）由于實驗中發(fā)生電解水的現(xiàn)象，實驗值不準確，解集的辦法是分別在靠近金屬板a、b處插入探針e、f，并將電壓表接在e、f上（如圖乙所示）．采用這種方法測水的電阻仍有較大誤差，其測量值較真實值偏小（選填“偏大”或“偏小”）
（3）在老師的幫助下，實驗小組采用了如圖丙所示的電路，滑動變阻器R1=200Ω、R2=10Ω，R3是電阻箱，G是靈敏電流計，實驗操作如下：將R0調(diào)到合適位置，R3調(diào)到最大，閉合兩個開關，反復調(diào)節(jié)R1的滑片位置，直至電流計示數(shù)為零時，電壓表的示數(shù)即為e、f兩點之間的電壓．
（4）改變R0的位置重復實驗（3），測得電壓表和電流表對應的示數(shù)如表所示，請在如圖所給的坐標紙上畫出槽張水的伏安特性曲線，并由水的伏安特性曲線求出槽中水的電阻R=4.0Ω，水的電阻率為ρ=0.11Ωm．
次數(shù) 電壓U（V）電流I（mA）
14.101.0
23.300.8
32.500.6
41.630.4
50.830.2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．以下說法中正確的是（　　）
A．經(jīng)典力學理論是普遍適用的，大到天體、小到微觀粒子均適用
B．經(jīng)典力學理論是在一定的條件下成立的，當物體運動速度接近光速時，經(jīng)典力學就不適用了
C．經(jīng)典力學雖然不能處理高速運動的問題，但對微觀粒子還是適用的
D．相對論和量子力學的出現(xiàn)，否定了經(jīng)典力學的理論，使經(jīng)典力學失去了意義

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

15．如圖所示，為一跑道的示意圖，AB、CD為直線跑道，BEC、DFA為半徑為R的圓形跑道，某同學質(zhì)量為m，沿著這一跑道以大小為v的速度逆時針勻速跑動．如果把這個同學看作是質(zhì)點，則他在經(jīng)過AB中點時所受力的合力為0，經(jīng)過BEC的中點E時所受力的合力為$m\frac{v^2}{R}$．

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5．伽利略用兩個對接的斜面，一個斜面固定，讓小球從斜面上滾下，又滾上另一個傾角可以改變的斜面，斜面傾角逐漸改變至零，如圖所示，伽利略設計這個實驗的目的是為了說明（　�。�
A．維持物體做勻速直線運動并不需要力
B．如果物體不受到力的作用，就不會運動
C．如果沒有摩擦，物體運動時機械能守恒
D．如果沒有摩擦，小球?qū)⑦\動到與釋放時相同的高度

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑．則：a、c、d三點的向心加速度之比a1：a2：a3=2：1：2．

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9．如圖所示，abcd是一邊長為l的勻質(zhì)正方形導線框，總電阻為R，今使線框以恒定速度v水平向右穿過方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域．已知磁感應強度為B，磁場寬度為3l，求：
（1）線框在進入磁場區(qū)域的過程中a、b兩點間電勢差的大小；
（2）線框在進入磁場區(qū)域的過程中，線框所受的安培力；
（3）線框在進入磁場區(qū)域的過程中，通過線框橫截面的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

6．一塊玻璃磚，折射率為n，一束光從MN界面入射，從NQ側(cè)面射出，如圖所示，為使光在NQ面發(fā)生全反射，入射角A的正弦sinA應滿足條件sinA≤$\sqrt{{n}^{2}-1}$．

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