题目内容

8．某实验小组采用如图1所示的实验装置探究小车加速度与力、质量的关系．

（1）下列关于该实验的说法中正确的是B．
A．平衡摩擦力时，应将盘和盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，应先放开小车，再接通打点计时器
D．在每次实验时，应使砝码和砝码盘的总质量远大于小车的质量
（2）该实验小组采用正确的实验步骤后，利用打点频率为50Hz的打点计时器，得到的其中一条纸带如图2所示：（图中每两个计数点间还有四个点未画出）
则在该次实验中，小车运动的加速度大小为1.19m/s2（结果保留三位有效数字）．

分析 （1）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车；
（2）根据作差法求出加速度．

解答 解：（1）A、砝码和砝码盘的重力等于小车受到的拉力，因此在平衡小车受到的摩擦力时，不能将盘和盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B、平衡摩擦力是利用小车本身重力的下滑分量来进行的，即mgsin θ=μmgcos θ，由此式可以看出不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，应先接通打点计时器，等打点计时器工作稳定后再放开小车，故C错误；
D、在该实验中，认为砝码和砝码盘的重力等于细绳拉小车的拉力，实际上，由于砝码和砝码盘要加速下降，所以细绳对小车的拉力要小于砝码和砝码盘的重力，所以为了减小误差，砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量，故D错误．
故选：B
（2）由于计数点之间的时间间隔为T=0.1s，所以由逐差法可得小车的加速度为a=$\frac{{x}_{CD}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.05+0.0623-0.0384-0.0262}{0.04}$=1.19m/s2．
故答案为：（1）B；（2）1.19

点评 探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．

练习册系列答案
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18．如图2为“探究做功和物体速度变化关系”的实验装置，小车在并在一起的相同的伸长橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
橡皮筋做功Wn10个间隔距离x（m）10个间隔时间T（s）小车获得速度vn（m/s）小车速度的平方vn（m/s）${\;}^{{2}^{2}}$
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
（1）实验中通过改变橡皮筋的数量，而不是改变橡皮筋的伸长量，来探究橡皮筋对小车的做功情况，这样做的好处是便于定量表示橡皮筋做功的大小．
（2）为了保证合力对小车所做的功就等于橡皮筋所做的功，实验可采用垫高斜面末端，平衡摩擦力的措施．（3）下表为一同学实验记录的数据，W代表一根橡皮筋所做的功．请运用表中测定的数   据如图1所示的坐标系中作出相应的图象，进一步可探究出橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系为：Wn与vn2成正比．
19．某电场的电场线的分布如图所示，一个带电粒子只在电场力的作用下由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点．则下列判断正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在M点的加速度大
C．粒子在N点的速度小
D．粒子在M点的电势能比在N点的电势能大
16．一个T型电路如图所示，电路中的电阻分别是R1=10Ω、R2=60Ω、R3=40Ω．另有一测试电源，电动势为80V，内阻忽略不计．则（　　）
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是34Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是34Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为64V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为64V
3．一吊桥由六对钢杆悬吊着，六对钢杆在桥面分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一截面图，已知图中相邻两钢杆间距离均为9m，靠桥面中心的钢杆长度为2m（即AA′=DD′=2m），BB′=EE′，CC′=PP′，又已知两端钢缆与水平成45°．若钢杆、钢缆自重不计，为使每根钢杆承受的负荷相同，试求钢杆BB′和CC′的长度应各为多少？
13．（1）电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器．假如电源频率是40Hz时，它每隔0.025s打一个点．
（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度为vA=0.34m/s，小车运动的加速度a=0.39m/s2．（小数点后保留两位数字）

（3）若当时电网中交流电的频率变为60Hz，但该同学并不知道，那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比偏小（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（4）若先打O点，则加速度的方向向左或由D指向O．
20．在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻，电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω．由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：
A．量程为3V的电压表V
B．量程为0.6A的电流表A1
C．量程为3A的电流表A2
D．阻值为4.0Ω的定值电阻R1
E．阻值为100Ω的定值电阻R2
F．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
G．最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4
（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻．
在数据处理过程中，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，经过计算机拟合得到如图乙所示U-I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=-5.6I+4.4．根据上述实验结果，请你判断，在实验中定值电阻选择的是D（填D或E）；电流表选择的是B（填B或者C）；滑动变阻器选择的是F（填F或者G）．
（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路．
①定值电阻应该选择D（填D或者E）．
②实验中，首先将K1闭合，K2断开，电压表示数为1.48V．然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23V．则电源乙电动势E=1.48V；内阻r=0.81Ω（该空结果保留两个有效数字）．
17．氢原子模型中，质量为m的电子绕质子做半径为R的匀速圆周运动，电子和质子的电荷量均为e，则电子所受电场力为k$\frac{{e}^{2}}{{R}^{2}}$，该轨道处电场强度的大小为$\frac{ke}{{R}^{2}}$，电子运动的周期为$\sqrt{\frac{4m{R}^{3}{π}^{2}}{k{e}^{2}}}$．若e=1.6×10-16C，R=5.3×10-11m，k=9.0×109N•m2/C2，电子所受电场力大小为8.2×10-8 N（保留两位有效数字）．
18．某同学描绘一个标有“3V 0.25A”小灯泡的伏安特性曲线．他已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）电键一个、导线若干．若要完成这个实验以下四个电路图合理的是（　　）
A．B．C．D．

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