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1,3,5

15．（12分）某探究學習小組的同學欲以右　　圖裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，　

他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電　　

源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細　　

沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑

輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊

處于靜止狀態．若你是小組中的一位成

員，要完成該項實驗，則：

（1）你認為還需要的實驗器材有．

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的

　　總質量應滿足的實驗條件是，實驗時首先要做的步驟　

　　是．

（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，　

　　用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記　

　錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點

　的速度大小V₁與V₂（V₁＜V₂）．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數學表達式為

（用題中的字母表示）．

　（4）如果實驗時所用滑塊質量為M，沙及沙桶總質量為m，讓沙桶帶動滑塊在水平氣墊

　　　導軌上加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，

　　　測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小V₁與V₂（V₁＜V₂）．要探究滑塊與沙及沙

　　　桶組成的系統機械能是否守恒，則最終需驗證的數學表達式為（用題中的字母

　　　表示）．

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為了測定電源電動勢E、內電阻r和電阻R₀．某同學利用DIS設計了如圖甲所示的電路．閉合開關S₀將滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數據，并根據測量數據利用計算機分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I圖線．請你回答下列問題：

（1）根據圖乙中的M、N兩條圖線可知：

BC

（填寫選項前的字母）
A．直線M是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據畫得的
B．直線M是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據硒得的
C．直線N是根據電壓傳感器1和電流傳感器的數據畫得的
D．直線N是根據電壓傳感器2和電流傳感器的數據畫得的
（2）根據圖乙可以求得電源電動勢E=

1.50

V，內電阻r=

1.0

Ω，電阻R₀=

2.0

Ω
（3）對應于圖乙中兩直線交點處的電路工作狀態是：

AC

（填寫選項前的字母）
A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端 B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R₀上消耗的功率為0.5W D．電源的效率達到最大值．

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為2008年奧運會提供服務的環保汽車是以蓄電池為驅動能源．某輛環保汽車總質量m=3×10³kg，當它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時，所受阻力為車重的0.0045倍．（g取10m/s²）
（1）求電機用于牽引汽車前進的機械功率P_機；
（2）設想改用太陽能電池給該車供電，陽光垂直太陽能電池板入射，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的面積．（已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W，太陽到地球的距離r=1.5×10¹¹m，太陽光傳播到達地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉化為驅動汽車運動的總效率約為13.5%．）

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為了測定某迭層電池的電動勢（約15～18V）和內阻（小于2Ω），需要把一個量程為6V的直流電壓表接一個固定電阻（用電阻箱代替），改裝量程為18V的電壓表，然后用伏安法測電源的電動勢和內阻，以下是該實驗的操作過程：
（1）把電壓表量程擴大，實驗電路如圖甲所示，請完成第五步的填空．
第一步：把滑動變阻器滑動片移到最右端
第二步：把電阻箱阻值調到0
第三步：閉合開關
第四步：把滑動變阻器滑動片調到適當位置，使電壓表讀數為6V
第五步：把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為

2

V
第六步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯，撤去其他線路，即得量程為18V的電壓表

（2）上述實驗可供選擇的器材有：
A、迭層電池（電動勢約15～18V，內阻小于2Ω）
B、電壓表（量程為6V，內阻約10KΩ）
C、電阻箱（阻值范圍0～999 9Ω，額定功率小于10W）
D、電阻箱（阻值范圍0～999 99Ω，額定功率小于10W）
E、滑動變阻器（阻值范圍0～20Ω，額定電流2A）
F、滑動變阻器（阻值范圍0～2KΩ，額定電流0.2A）
電阻箱應選

D

，滑動變阻器應選

E

（用大寫字母表示）
（3）用擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），方法采用伏安法，測量電源電動勢E和內阻r，實驗電路如圖乙所示，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U-I圖象如圖丙所示．可知電池的電動勢為

17.4

V，內電阻為

1.83

Ω．（保留三位有效數字）

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為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學選取了兩個體積相同、質量不相等的小球，按下述步驟進行了實驗：
①用天平測出兩個小球的質量（分別為m₁和m₂．且m₁＞m₂）
②按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端；
③先不放小球m₂，讓小球m₁從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置E；
④將小球m₂放在斜槽前端邊緣上，讓小球m₁從斜槽頂端A處仍由靜止滾下，使它們發生碰撞，記下小球m₁和小球m₂在斜面上的落點位置；
⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置，到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為L_D、L_E、L_F．
根據該同學的實驗，請你回答下列問題：
（1）小球m₁與m₂發生碰撞后，m₁的落點是圖中的

D

點，m₂的落點是圖中的

F

點．
（2）實驗中，該同學認為，只要滿足關系式：m₁

LE

=m₁

LD

+m₂

LF

，就說明兩個小球在碰撞中動量是守恒的，該同學的實驗原理是：

m₁v₁=m₂v₂+m₁v′

（3）用測得的物理量來表示，只要滿足關系式