题目内容
20．如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋时，使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力．下面操作正确的是D
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（2）关于本实验的操作，下列叙述正确的是CD
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．实验时，应使小车靠近打点计时器并由静止释放
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（3）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的．如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带，其中每两个计数点间还有一个点未标出．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s．为了测量小车获得的速度，应选图2中的CD段（填AB或CD）来计算小车的速度v．
（4）表是本实验的数据记录表，根据图2填写第三次实验的数据
| 数据 物理量 | 橡皮筋做的功 | 小车获得的速度vn | 小车速度的平方vn2 |
| 1 | W | 1.00 | 1.00 |
| 2 | 2W | 1.40 | 1.96 |
| 3 | 3W | ||
| 4 | 4W | 1.98 | 3.92 |
| 5 | 5W | 2.24 | 5.02 |
（6）根据图象分析，得到的结论是W∝v2．
分析 （1）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动．
（2）实验中改变拉力做功时，为了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功就有倍数关系．而不需要测量出每根橡皮筋做功的数值．
（3）小车先在橡皮条的拉动下做加速运动，当橡皮条恢复原长时，拉力减为零，小车由于惯性继续做匀速运动，可知小车匀速时的速度就是该过程中的最大速度．
（4）根据数学知识分析功与速度的关系，再求解速度和动能．
（5）采用描点法作出W-v2图象．
（6）由图象的形状分W与v2的关系，从而得出结论．
解答 
解：（1）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，放开拖着纸带的小车，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确．
故选：D．
（2）AB、我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，不需要算出橡皮筋对小车做功的具体数值，故AB错误；
C、实验时，应使小车靠近打点计时器，防止纸带上留下空白．每次都要从同一位置由静止释放这样开始时橡皮筋的形变量相同，过程中每根橡皮筋做的功才相同．故C正确．
D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故D正确．
故选：CD．
（3）各点之间的距离相等的时候小车做匀速直线运动，所以为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的 CD段进行测量．
（4）由表格的数据可知：W与vn2成正比，则
对第1组和第3组数据相比可得：$\frac{W}{3W}$=$\frac{{v}_{1}^{2}}{{v}_{3}^{2}}$，得 v3=$\sqrt{3}$v1=1.73m/s
${v}_{3}^{2}$=3.00 m2/s2；
（5）作出W-v2图象如图所示．
（6）根据图象分析，得到的结论是：W∝v2．
故答案为：（1）D；（2）CD；（3）CD；（4）1.73，3.00；（5）图见上；（6）W∝v2．
点评 本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可．
如图所示，ABC是等边三角形，在A点放置电荷量为Q的点电荷时，取无穷远处电势为0，C点的电场强度大小和电势分别为E和ϕ．再在B点放置电荷量为-Q的点电荷时，C点的电场强度大小和电势分别（ ）| A． | E和0 | B． | E和2ϕ | C． | 2E和ϕ | D． | 2E和2ϕ |
卡拉OK用的话筒，内有将声音信号转换为电信号的传感器．其中有一种是动圈式的，如图所示．在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中．声波使膜片振动时，就会将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是（ ）| A． | 该传感器是根据电流的磁效应工作的 | |
| B． | 该传感器是根据电磁感应原理工作的 | |
| C． | 膜片振动时线圈中产生动生电动势 | |
| D． | 膜片振动时线圈中产生感生电动势 |
公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（ ）| A． | 车对桥的压力等于汽车的重力 | |
| B． | 车对桥的压力小于汽车的重力 | |
| C． | 车的速度越大，车对桥面的压力越小 | |
| D． | 车的速度越大，车对桥面的压力越大 |
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如图所示，固定的光滑绝缘轻质杆MN与水平面的夹角为θ，MN长度为L，一质量为m，电荷量为q，可看作质点的带正电的小球P穿在杆上，已知小球P在运动过程中电荷量保持不变，静电力常量为k，重力加速度值为g．
如图所示，一圆柱形容器内，盛有很深的某种液体，其密度为水银的$\frac{1}{4}$，在容器的上方有一活塞，活塞与液面之间有L0=10cm高的密封气体，气体压强为1atm，一只管口向下的小试管竖直插入液体中，平衡时试管内外液面高度差h=4cm，试管密闭端到容器内液面的高度L=4cm，今向下缓慢移动活塞，试管将向下移动，整个过程温度不变，为使试管不沉到容器底部，活塞下移的距离不得超过多少？（不计容器内液面的变化）