题目内容
19．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=1.702 mm
（2）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是C
A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
B．（m-m0）gs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
C．（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2．
分析 （1）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
（2）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式．
解答 解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm．可动刻度读数为0.01×20.2mm=0.202mm，所以最终读数为：1.5mm+0.202mm=1.702mm；
（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
滑块通过光电门1速度为：${v}_{1}=\frac{d}{{t}_{1}}$
滑块通过光电门2速度为：${v}_{2}=\frac{d}{{t}_{2}}$
根据功能关系需要验证的关系式为：（F-m0g）s=$\frac{1}{2}M{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$
即：（F-m0g）s=$\frac{1}{2}M{（\frac{d}{{t}_{2}}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\frac{d}{{t}_{1}}）}^{2}$．
故选：C
故答案为：（1）1.702；（2）C
点评 了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．
练习册系列答案
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如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M．
10．如图所示，R1、R2和R3都是100Ω的电阻，A、B之间的总电阻是（ ）
| A． | 200Ω | B． | 33.3Ω | C． | 66.7Ω | D． | 150Ω |
7．某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）
| A． | c点场强大于b点场强 | |
| B． | a点电势高于d点电势 | |
| C． | 若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 | |
| D． | 将试探电荷-q由c移至b的过程中，电势能增大 |
如图所示，是一对彼此绝缘相距d=10cm的平行金属带电极板MN，N板接地，M板带电量为Q=-1.2×10-5C．在距N极板4cm处的A点有一带电量为q=8×10-6C的带电液滴，其质量m=8×10-4kg，恰好处于静止状态．（g=10m/s2）求：
4．有两根不同材料的金属丝，长度相同，甲的横截面的圆半径以及电阻率都是乙的2倍，则以下说法正确的有（ ）
| A． | 甲乙的电阻之比是1：2 | |
| B． | 甲乙的电阻之比是8：1 | |
| C． | 把它们并联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是2：1 | |
| D． | 把它们串联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是1：2 |
11．
如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，（ ）
如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，（ ）| A． | M点电势比P点电势高 | |
| B． | OM间的电势差等于NO间的电势差 | |
| C． | 将一负电荷从P点移到M点，电势能增大 | |
| D． | 正电荷在O点和Q点的电势能相等 |
8．
如图所示，绝缘的中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧的圆心为O′，半径为R；直线段AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在C、D端相切．整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和虚线ND右侧存在着电场强度大小相等、方向分别为水平向右和水平向左的匀强电场．现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放．若小球所受电场力的大小等于其重力的$\frac{\sqrt{3}}{3}$倍，小球与直线段AC、HD间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则（ ）
如图所示，绝缘的中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧的圆心为O′，半径为R；直线段AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在C、D端相切．整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和虚线ND右侧存在着电场强度大小相等、方向分别为水平向右和水平向左的匀强电场．现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放．若小球所受电场力的大小等于其重力的$\frac{\sqrt{3}}{3}$倍，小球与直线段AC、HD间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则（ ）| A． | 小球在第一次沿轨道AC下滑的过程中，最大加速度amax=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$g | |
| B． | 小球在第一次沿轨道AC下滑的过程中，最大速度vmax=$\frac{\sqrt{3}mg}{3μqB}$ | |
| C． | 小球进入DH轨道后，上升的最高点比P点低 | |
| D． | 小球经过O点时，对轨道的弹力最小值一定为|2mg-qB$\sqrt{gR}$| |
为了测定某迭层电池的电动势（约20-22V）和内电阻（小于2），需要把一个量程为10V的直流电压表接一个固定电阻（用电阻箱代替），改装量程为30V的电压表，然后用伏安法则电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：