题目内容

（12分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。


（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为     m/s， 打A、F两点的过程中小车的平均速度为        m/s，小车的加速度为       m/s2。
（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力不变；得到多组数据后他应描给的图象是       （填）
（3）该同学通过数据的处理作出了a —F图象，如图所示，则
①图中的直线不过原点的原因是                      。
②此图中直线发生弯曲的原因是                  。
（1）  （2）（3）平衡摩擦力时，角度过大；沙和沙桶的质量过大；

试题分析：(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的中间时刻速度等于该段过程中的平均速度，故，
打A、F两点的过程中小车的平均速度为

根据逐差法可得：
（2）直线是最能直观，方便的描出处两个量之间的关系问题的，所以我们在描述图像时尽量采用直线，故本实验中需要用图像
（3）由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，该实验中当小车的质量远大于钩码质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象，
练习册系列答案
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图中为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是     （填写所选选项的序号）。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是     。
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m ="20" g、40g、60g、80g、100g、120g
③图中是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6。已知相邻的计数点之间的时间间隔为T，关于小车的加速度a的计算方法，产生误差较小的算法是　　　　。

A．
B．
C．
D．
（6分）（1）某同学用自己发明的新式游标卡尺测量小钢球的直径，新式卡尺将主尺上39mm在游标尺上均分成20等份。如图所示，则小钢球的直径为d=_____________cm。

（2）该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径，示数如图，则该金属丝的直径为       mm。
（8分）在“探究小车速度随时间变化规律”实验中
（1）某同学采用如图甲所示的装置进行试验，   （选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，   （选填“需要”或“不需要”）测量小车的质量．


（2）该同学在研究小车运动时实打出了一条纸带，如图乙所示．在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离见下表，并画出对应的图线（其中横坐标数值表示第几个0.1s，纵坐标对应的该0.1s内物体的位移）如图丙所示．则小车的速度随时间   （选填“是”或“不是”）均匀变化；整个过程中小车的平均加速度为   m/s2．（保留两位有效数字）

时间t/0.1s
1
2
3
4
5
6
相邻计数点的距离xn/cm
1.45
2.45
3.46
4.44
5.45
6.46
某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案．
方案A：木板固定，用弹簧测力计拉动木块．如图(a)所示
方案B：弹簧固定，用手拉动木板，如图（b）所示．

除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200 g的祛码若干
个（g＝10 m/s2)
①上述两种方案中，你认为更易于测出准确数据的方案是＿＿＿＿＿。
②该同学在重2N的木块上加放了1个珐码，此时弹簧测力计的示数为1.2N，则木板与木块间的动摩擦因数为＿＿＿＿＿＿
在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，重锤质量为mkg，计算结果均保留3位有效数字）

① 图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是           段的读数，应记作              cm；
② 甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒， 他用AC段的平均速度作为B点对应的即时速度vB，则求得该过程中重锤的动能增加量△Ek=             J， 重力势能的减少量△Ep=           J。这样验证的系统误差总是使△Ek         △Ep（选填“>”、“<” 或“=”）；
③ 乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用v=gt计算与B点对应的即时速度vB，求得动能的增加量△Ek=                J。这样验证的系统误差总是使△Ek          △Ep（选填“>”、“<” 或“=”）。
④ 上述两种处理方法中，你认为合理的是         同学所采用的方法。（选填“甲”或“乙”）
某同学用如图所示装置验证“质量一定时，物体的加速度与外力的关系”，他将光电门固定在气垫导轨上的某点B处，用细线拴住重力为F的钩码绕过定滑轮拉滑块，滑块从导轨上的A点由静止释放，测出AB间的距离及遮光条的宽度，记录遮光条通过光电门的挡光时间t。通过改变钩码的个数，仍让滑块从同一位置A由静止释放，重复上述实验，记录数据如下表所示：

①请在答题卡的坐标图上作出图线；
②据图象得出的结论是                     ；
③若AB间的距离为x，遮光条的宽度为d，推导出加速度a与的关系式     ；所以质量一定时，物体的加速度与外力的关系是             。
（18分）
（1）如图1所示为多用电表的示意图，其中S、T为可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为1000Ω的定值电阻，部分操作步骤如下：

① 选择开关应调到电阻挡的______（填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”）位置。
② 将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节____（填“S”或“T”），使电表指针指向______（填“左侧”或“右侧”）的“0”位置。
③ 将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图2所示，该电阻的阻值为______Ω。
（2）某实验小组采用如图3所示的装置探究“合力做功与动能变化的关系”。打点计时器工作频率为50Hz。

实验的部分步骤如下：
a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；
b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；
d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作
① 在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做____功（填“正”或“负”）；
② 图4是某次实验时得到的一条纸带，他们在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量和计算结果填在下表中的相应位置。

图4
计数点
x/cm
s/cm
v/(m·s-1)
O
1.00
0.00
0.30
A
2.34
1.34
0.38
B
4.04
3.04
0.46
C
 
5.00
 
D
8.33
7.33
0.61
E
10.90
9.90
0.70
 

③ 实验小组认为可以通过绘制图线来分析实验数据（其中，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，vO是O点对应时刻小车的瞬时速度）。他们根据实验数据在图5中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出图线。
④ 实验小组计算了他们绘制的图线的斜率，发现该斜率大于理论值，其原因可能是___________________。
橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F = kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
①在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是    
A．NB．mC．N/mD．N/m2
②某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示。由图像
可求得该橡皮筋的劲度系数k =      N/m 。

③若该橡皮筋的原长是10.0cm，面积是1.0mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是       （保留两位有效数字）。

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