题目内容
17．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．
（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点．
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m．
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s1，s2，…．求出与不同m相对应的加速度a．
⑥以砝码的质量m为横坐标$\frac{1}{a}$为纵坐标，在坐标纸上做出$\frac{1}{a}-m$关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则$\frac{1}{a}$与m处应成线性关系（填“线性”或“非线性”）．
（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是远小于小车和砝码的总质量．
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3．a可用s1、s3和△t表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50△{t}^{2}}$，图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由此求得加速度的大小a=1.15_m/s2．（加速度的计算结果保留三位有效数字）
分析 平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，由a=$\frac{F}{m}$，故$\frac{1}{m}=\frac{1}{F}a$，故成线性关系，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量，由匀变速直线运动的推论得：△x=aT2求解加速度．
解答 解：（1）①平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，
⑥由a═$\frac{F}{m}$，故$\frac{1}{m}=\frac{1}{F}a$，故成线性关系，
（2）为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量，
s3-s1=2aT2，而T=5△t，故a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50△{t}^{2}}$，
由图可读出s1=2cm，s3=4.7cm；
而△t=0.1s；
代入数据，解得：a=$\frac{4.7-2}{50×0.0{2}^{2}}×1{0}^{-2}=1.15m/{s}^{2}$
故答案为：（1）间隔均匀；线性；（2）远小于小车和砝码的总质量；$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50△{t}^{2}}$；1.15
点评 实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源；遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．
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8．
如图所示，水平放置的光滑金属长导轨MM’和NN'之间接有电阻R，导轨左、右两区域分别存在方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场，设左、右区域磁场的磁感应强度大小分别为B1和B2，虚线为两区域的分界线．一根阻值也为R的金属棒ab放在导轨上并与其垂直，导轨电阻不计，若金属棒ab在恒定外力F的作用下从左边的磁场区域距离磁场边界x处匀速运动到右边的磁场区域距离磁场边界x处，下列说法中正确的是（ ）
如图所示，水平放置的光滑金属长导轨MM’和NN'之间接有电阻R，导轨左、右两区域分别存在方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场，设左、右区域磁场的磁感应强度大小分别为B1和B2，虚线为两区域的分界线．一根阻值也为R的金属棒ab放在导轨上并与其垂直，导轨电阻不计，若金属棒ab在恒定外力F的作用下从左边的磁场区域距离磁场边界x处匀速运动到右边的磁场区域距离磁场边界x处，下列说法中正确的是（ ）| A． | 当金属棒通过磁场边界时，通过电阻R的电流方向不变 | |
| B． | 当金属棒通过磁场边界时，金属棒受到的安培力反向 | |
| C． | 金属棒在题设的运动过程中，通过电阻R的电荷量不等于零 | |
| D． | 金属棒在题设的运动过程中，回路中产生的热量等于2Fx |
12．单手抛接4个小球是一项杂技节目．假设表演过程中演员手中始终只有一个小球，且在抛出手中小球的同时即刻接到另一个下落的小球，另外，每次抛接球点的离地高度与抛接球的力度相同．已知每隔0.4s从演员手中抛出一球，则相对抛球点，被抛出的小球能到达的最大高度为（ ）
| A． | 0.4m | B． | 0.8m | C． | 1.8m | D． | 3.2m |
如图所示，长度为L、倾角θ=30°的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同时落在P点．求两球平抛的初速度v1、v2和BD间距离h．
9．理想变压器连接电路如图（甲）所示，当输入电压波形如图（乙）时，已知原副线圈匝数比10：1，安培表读数2A，则（ ）
| A． | 伏特表读数2820V | B． | 伏特表读数28.2V | C． | 输入功率为56.4W | D． | 输入功率约为40W |
如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100，电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：
7．
如图示，一根通有电流I的铜棒用软导线挂在匀强磁场中，此时悬线张力大于零而小于铜棒的重力，欲使悬线中张力为零，可采用的方法有（ ）
如图示，一根通有电流I的铜棒用软导线挂在匀强磁场中，此时悬线张力大于零而小于铜棒的重力，欲使悬线中张力为零，可采用的方法有（ ）| A． | 改变电流方向并适当增大电流强度 | |
| B． | 不改变电流方向并适当增大电流强度 | |
| C． | 改变磁场方向并适当增大磁感应强度 | |
| D． | 不改变磁场方向并适当减小磁感应强度 |