题目内容

4．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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14．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：
（1）两板间的电场强度E
（2）MN间电势差UMN
（3）液滴在A点的电势能EPA．
15．滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：
数据组123456
v/（m•s-1）00.160.190.240.300.49
V2/（m•s-1）00.0260.0360.0850.0900.240
x/m00.0450.0750.1110.1630.442

（1）一同学根据表中数据，作出x-v 图象如图1所示．观察该图象，该同学作出如下推理：根据x-v 图象大致是一条抛物线，可以猜想，x 可能与v2成正比．请在图2所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．
（2）根据你所作的图象图2，你认为滑块滑行的最大距离x 与滑块初速度的平方v2的关系是正比．（填正比、反比、或其他曲线）
12．学过运动和力的知识后，王同学和李同学讨论雨滴下落的规律，他们查阅资料了解到：较大的雨滴是从大约1000m左右的高空开始下落的（假设雨滴是直线下落且下落过程中质量不变），到达地面的速度大约是4m/s．王同学认为雨滴的下落应该是自由落体运动，李同学认为雨滴可能是先做变加速运动，再做匀速运动．你认为哪位同学说的比较合理？说出你的理由．
19．如图所示，一平行板电容器接在U=12V的直流电源上，电容C=3.0×10-10F，两极板间距离d=1.20×10-3m，取g=10m/s2，求：该电容器所带电荷量．
9．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：
（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空．
第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端
第二步：把电阻箱阻值调到0
第三步：变化开关
第四步：把滑动变阻器滑动片调到适应位置，使电压表读数为9V
第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为V
第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，搬去其他线路，即得量程为30V的电压表
（2）上述实验可供选择的器材有：
A．叠层电池（电动势约20～22V，内阻小于2Ω）
B．电压表（量程为10V，内阻约10kΩ）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω，额定功率小于10W）
D．电阻箱（阻值范围0～99999Ω，额定功率小于10W）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～2kΩ，额定电流0.2A）
电阻箱应选D，滑动变阻器应选E（用大写母表示）．
（3）用扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），方法采用伏安法，测量电源电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图象如图乙所示．可知电池电动势为21.3V，内电阻为1.75Ω．
16．下列物体在运动中，可视为质点的是（　　）
A．计算火车过隧道的时间B．地球在绕太阳公转
C．花样滑冰运动员在比赛中D．百米跑运动员冲刺终点线
13．关于地球是否可以视为质点，下列说法正确的是（　　）
A．地球是圆的，所以一定可以视为质点
B．地球很大，所以一定不可以视为质点
C．研究地球自转时可以把地球视为质点
D．研究地球公转时可以把地球视为质点
14．某导体的电流随其两端电压的变化如图，则正确的是（　　）
A．导体两端的电压增大，通过导体的电流也增大
B．由图可知，导体两端加5V电压时，导体的电功率为5W
C．随着电压的增大，导体的温度升高，导体的电阻不断减小
D．随着电压的增大，导体的温度升高，导体的电阻不断增大

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