题目内容

5．“探究加速度与力、质量的关系”实验．
（1）电磁打点计时器与电源相连，下列A、B两图中接线正确的是B（填“A”或“B”）

（2）“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图1所示，在平衡小车与桌面之间摩擦力后，打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=0.16m/s2（结果保留2位有效数字）．

（3）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码的总重力F的实验数据如表：
砝码总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
请根据实验数据，在图3中作出a-F图线（画在答题纸上）
（4）作出的a-F图线不经过（填“经过”或“不经过”）原点，主要原因是计算F时忘记加入砝码盘的重力使图象向左平移．

分析 （1）电磁打点计时器需要使用交流电源，分析图示情景答题．
（2）应用匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出加速度．
（3）应用描点法作图作出图象．
（4）根据误差产生的原因分析作出的a-F图线不通过原点的主要原因．

解答 解：（1）电磁打点计时器需要使用交流电源，由图示可知，图B正确．
（2）计时器打点的时间间隔为0.02s．每5个点取一个计数点，计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{（3.83-3.52）×1{0}^{-2}m}{2×（0.1s）^{2}}$≈0.16m/s2；
（4）①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
（4）由图示图象可知，图象不经过坐标原点，从图中图线可发现当拉力F等于0时，加速度大于0，所以实验中存在的问题可能是：计算F时忘记加入砝码盘的重力使图象向左平移．
故答案为：（1）B；（2）0.16；（3）如图所示；（4）不经过；计算F时忘记加入砝码盘的重力使图象向左平移．

点评 本题考查了实验器材的使用、实验数据处理等问题，打点计时器使用交流电源，应用匀变速直线运动的推论可以求出加速度，要掌握描点法作图的方法；要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．

练习册系列答案
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13．以下描述中正确的是（　　）
A．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
B．点火后即将升空的火箭速度为零，所以加速度也为零
C．高速行驶的磁悬浮列车，行驶中的速度很大，所以加速度也很大
D．竖直向上抛出的小球在最高点速度为零，所以加速度也为零
16．为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}k{x^2}$，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量．某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球（质量为m）运动来探究这一问题．为了研究方便，把小球放在光滑水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧弹力做功．该同学设计实验如下：

（1）首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d．根据此步骤，弹簧的劲度系数用m、d、g表示为$\frac{mg}{d}$．
（2）接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x，由静止释放弹簧后，小球被推出去，测得从高为h的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L，则实验中小球的初动能Ek1=0，小球离开桌面的动能Ek2=$\frac{mg{L}_{\;}^{2}}{4h}$，弹簧对小球做的功W=$\frac{mg{x}_{\;}^{2}}{2d}$（用m、x、d、L、g表示）．对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”．
13．某实验小组做“探究功与速度变化的关系”的实验，实验装置如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W．当用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（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．
（1）除了图中已有的器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流（选填“交流”或“直流”）电源．
（2）实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是D
A．放开小车，能够下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带GJ的部分进行测量（根据上面所示的纸带回答）
20．“探究功与物体速度变化的关系”的试验如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功即为W，当用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，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）除了图中已有的试验器材外，还需要导线、开关、刻度尺（填测量工具）和交流电源（填“交流”或“直流”）；
（2）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线．
10．如图所示，M、N、P三点位于直角三角形的三个顶点上，∠PMN=30°，∠MNP=60°，一负点电荷位于三角形所在平面上．已知M点和N点的电势相等，P点的电势与MN的中点F的电势相等，则下列说法正确的是（　　）
A．M点和P点的电场强度相等
B．N点和P点的电场强度相等
C．同一正电荷在M点时的电势能大于在P点的电势能
D．同一正电荷在M点时的电势能小于在P点的电势能
17．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：

①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
⑤测出x、x1、x2（如图乙所示），查得打点周期为T．
（1）平衡摩擦力后，同时钩码质量与小车的质量关系满足条件，则可认为钩码的重力就是小车所受合外力；其中，平衡摩擦力的目的是为了使细线对小车的拉力即为小车所受的合外力；
实验过程中，要求满足钩码的质量远小于小车质量，目的是细线对小车的拉力大小等于钩码的重力；
（2）判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是纸带上打出的点迹间距相等
（3）本实验还需直接测量的物理量是：小车的质量M、钩码的质量m．（并用相应的符号表示）探究结果的表达式是$mgx=\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$．（用相应的符号表示）
14．如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q、一 Q，虚线是以+Q 所在点为圆心、$\frac{L}{2}$每为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于z轴对称．下列判断正确的是（　　）
A．b、d 两点处的电场强度相同
B．b、d 两点处的电势相同
C．四个点中 c 点处的电势最低
D．将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点，+q 的电势能减小
15．如图甲所示，电源的电动势E=9V，它和灵敏电流表G的内阻均不可忽略，电压表V的内阻很大，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA．根据以上信息判断，下列说法错误的是（　　）
A．温度升高时电压表示数变化量△U与电流表示数变化量△I  的比值不变
B．电流表示数I2=3.6 mA时热敏电阻的温度是100℃
C．温度升高时电压表示数U与电流表示数I的比值变大
D．电流表内阻与电源内阻之和为0.5 kΩ

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