20．某同學利用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律的實驗”，在本實驗中：

（1）現有器材、打點計時器、學生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導線若干，其中此實驗不需要使用的器材是秒表．
實驗中產生誤差的主要原因是摩擦（選填“空氣”或“摩擦”）阻力的影響．
（2）若實驗中所用重錘的質量為m，打點計時器打所用交流電源的周期為T，如圖乙是正確操作得到紙帶的一部分，圖中O不是打點計時器打的第一個點，O、A、B、C、D、E、F分別是連續(xù)的計時點，測出各點到O點的距離分別為s_A、s_B、s_C、s_D、s_E、s_F，當地的重力加速度為g，則從打下計時點A到E的過程中，重錘的重力勢能的減少量為mg（s_E-s_A）．動能的增加量為$\frac{m}{8{T}^{2}}$[（s_F-s_D）²-${s}_{B}^{2}$]．
（3）在實驗中打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g=9.8m/s²，實驗選用的重物質量m=1kg，紙帶上打點計時器打下的連續(xù)計時點A、B、C到打下第一點O的距離如圖丙所示，則從打下O點至B點的過程中，重物重力勢能的減少量△E_p=2.55J，動能的增加量△E_k=2.50J．（計算結果均保留3位有效數字）
（4）通過計算發(fā)現，△E_p大于△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因為重物下落過程中受到摩擦阻力作用．

19．用自由落體驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示．
（1）為進行該實驗，備有下列器材可供選擇
鐵架臺、打點計時器、復寫紙片、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、開關．其中不必要的器材是低壓直流電源、天平、秒表．缺少的器材是交流電源、刻度尺與重物．
（2）關于該實驗，下列說法正確的是B
A．重物應選用密度小的物體
B．兩個限位孔應在同一豎直線上
C．打點計時器應接低壓直流電源
D．應先釋放紙帶，后接通電源
（3）若實驗中所用重物的質量m=1㎏，打點時間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖所示，O、A、B、C、D為相鄰的幾點，測的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm，查出當地的重力加速度g=9.80m/s²，則重物在B點時的動能E_KB=0.174J從開始下落到B點的過程中，重物的重力勢能減少量是0.175J．

18．在“探究動能與重力勢能的轉化和守恒”的實驗中采用重物自由下落的方法：
（1）實驗供選擇的重物有以下四個，應選擇C．
A．質量為100g的木球            B．質量為10g的砝碼
C．質量為200g的鉤碼            D．質量為10g的塑料球
（2）實驗中不一定（填一定或不一定）要用天平測量重物的質量．
（3）若某次實驗中使用質量m=1kg的重物自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計數點間的時間間隔為0.04s．那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中，重物重力勢能的減少量△Ep=2.33J （g=10m/s²，保留三位有效數字），此過程中重物動能的增加量△Ek=2.26J（保留三位有效數字）．由此可得到的結論是在誤差允許范圍內，重物的機械能守恒．

17．在驗證機械能守恒定律實驗中打出的一條紙帶，如圖所示，A、B、C、D、E為打點計時器連續(xù)打出的五個點，O為起始點，假設各點到O點的距離分別為x₁、x₂、x₃、x₄和x₅（單位均為：m），打點計時器每間隔T（s）時間打一個點，重錘的質量為m（kg），且當地的重力加速度g．則：

（1）當打點計時器打下D點時物體的重力勢能減少△E_p=mgx₄J，動能的增量為△E_k=$\frac{m（{x}_{5}-{x}_{3}）^{2}}{8{T}^{2}}$J，若實驗過程操作無誤，則△E_p略大于△E_k（填“等于”、“略大于”或“略小于”）．
（2）此實驗的主要誤差來源于實驗中存在打點計時器與紙帶的摩擦以及空氣對重錘的阻力．
（3）若以重錘下落的高度和當地重力加速度的乘積gh為橫坐標，以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱坐標，根據紙帶上的一系列點算出相關各點的速度v，量出對應下落距離h，則在下列各圖象中能正確反映重錘下落過程的是C

（4）在此實驗中，現提供以下器材：打點計時器、交流低壓電源、導線若干、秒表、紙帶、帶夾子的重物、天平、鐵架臺，其中一定用不到的器材是秒表，還缺少的是刻度尺．
（5）下列是關于該實驗的幾個重要步驟，請按照操作重新排列順序：②⑥⑤④③①
①整理實驗器材； ②固定打點計時器；  ③重復實驗，分析紙帶； ④放開紙帶，讓重錘下落；  ⑤接通電源，打點計時器開始工作；   ⑥將掛有重錘的紙帶穿過打點計時器．

16．在直角坐標系xOy中，y軸左側有一對帶小孔的豎直平行金屬板M、N分別與圓形金屬線圈的首尾兩端相接，兩小孔連線在x軸上，如圖，線圈面積S=0.2m²，匝數n=100，線圈內有垂直紙面向里且隨時間均勻增大的勻強磁場，磁感應強度B₀=1.5+0.625t（T）．y軸右側有一足夠長、寬度d=0.3m的電磁復合場區(qū)域，其中勻強電場的場強E=50N/C、方向豎直向下，勻強磁場的磁感應強度大小B=2.5T、方向垂直紙面向里．一帶正電微粒從M板的小孔處由靜止釋放，微粒沿x軸正方向垂直進入復合場區(qū)域時恰好不發(fā)生偏轉．不計空氣阻力和重力作用，求：
（1）該微粒比荷$\frac{q}{m}$的大小；
（2）當只撤去復合場區(qū)域的磁場時，該微粒穿出電場區(qū)域點的坐標；
（3）當只撤去復合場區(qū)域的電場時，該微粒穿出磁場區(qū)域時速度方向的偏轉角θ．

15．如圖甲所示，在平行邊界MN、PQ之間存在寬度為L的勻強電場，電場周期性變化的規(guī)律如圖乙所示，取豎直向下為電場正方向；在平行邊界MN、EF之間存在寬度為s、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅱ，在PQ右側有寬度足夠大、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅰ．在區(qū)域Ⅰ中距PQ距離為L的A點，有一質量為m、電荷量為q、重力不計的帶正電粒子以初速度v₀沿豎直向上方向開始運動，以此作為計時起點，再經過一段時間粒子又恰好回到A點，如此循環(huán)，粒子循環(huán)運動一周，電場恰好變化一個周期，已知粒子離開區(qū)域Ⅰ進入電場時，速度恰好與電場方向垂直，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6．

（1）求區(qū)域Ⅰ的磁場的磁感應強度大小B₁．
（2）若E₀=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$，要實現上述循環(huán)，確定區(qū)域Ⅱ的磁場寬度s的最小值以及磁場的磁感應強度大小B₂．
（3）若E₀=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$，要實現上述循環(huán)，求電場的變化周期T．

14．如圖所示，在x＜0的區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E=$\frac{q{B}^{2}d}{m}$，在x＞0的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中存在磁感應強度等大反向的有界勻強磁場，區(qū)域Ⅰ的寬度為d，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外．現將一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子在x軸上某處由靜止釋放，不計粒子重力．求：
（1）在x軸負半軸上由靜止釋放的粒子的釋放位置坐標滿足什么條件時，粒子不能到達磁場區(qū)域Ⅱ；
（2）在（1）中恰好不能到達磁場區(qū)域Ⅱ的粒子，從釋放到第二次經過y軸運動的時間；
（3）在坐標（-$\frac{2}{3}$d，0）處釋放的粒子從釋放至第n次回到出發(fā)點所需要的時間．

13．如圖所示，正三角形ABC區(qū)域內存在垂直紙面的勻強磁場（未畫出），磁感應強度為B=$\frac{2\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qL}$，△ABC的邊長為L，O為BC邊的中點．大量質量為m、速度為v₀的粒子從O點沿不同的方向垂直于磁場方向射入該磁場區(qū)域（不計粒子重力），則從AB邊和AC邊射出的粒子在磁場中的運動時間可能為（　　）

A．

$\frac{\sqrt{3}πL}{3{v}_{0}}$

B．

$\frac{\sqrt{3}πL}{6{v}_{0}}$

C．

$\frac{\sqrt{3}πL}{9{v}_{0}}$

D．

$\frac{\sqrt{3}πL}{12{v}_{0}}$

12．（1）如圖（甲）所示為某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，若在圖示狀態(tài)下開始做實驗，請從該同學的裝置和操作中指出存在的問題或錯誤①應將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應靠近打點計時器端；（至少寫三項）

（2）圖乙是①中更正后實驗打出的一條紙帶，已知打點計時器的打點周期是0.02s，紙帶中數據的單位是：cm，求出小車運動加速度的大小為4.0m/s²，（計算結果保留2位有效數字）

11．某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是5Ω．
（1）若采用400V輸電，求輸電線路損耗的功率．
（2）若改用10000V高壓輸電，用戶端利用n₁：n₂=45：1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓．