题目内容

19．如图1所示为“探究加速度与质量、力的关系”的实验装置．

（1）实验中使用的计时器是电火花计时器；（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）
（2）若取小车的质量为0.4kg，改变砝码和砝码盘的质量m进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是D
A．m1=20g       B．m2=30g        C．m3=40g      D．m4=400g
（3）实验中打出某条纸带的其中一部分和毫米刻度尺如图2所示，请计算出打B点的小车的速度为0.75m/s（保留二位有效数字）．
（4）某同学所作的a-F图线如图3所示，造成图线不通过原点的原因可能是BC
A．没有平衡小车与木板间的摩擦力
B．平衡摩擦时木板的右端抬得太高
C．计算F时没有计入砝码盘的质量
D．数据处理时没有称出小车的质量．

分析 （1）根据电磁式打点计时器和电火花打点计时器的区别选择；
（2）在实验中，认为m的重力等于滑块所受的合力，所以m的质量应远小于M的质量；
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小；
（4）实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在a-F图象的a轴上有截距．

解答 解：（1）根据图象可知，此打点计时器有插头，可以直接插在220V交流电源上使用，所以实验中使用的计时器是电火花打点计时器，
（2）在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验在满足小车质量远大于砝码及砝码盘的总质量的条件下，才能用砝码及砝码盘的重力代替小车所受的合力，D答案不能满足此条件．
故选：D
（3）根据匀变速直线运动特点，可知B点的瞬时速度为：
vB=$\frac{{h}_{AC}}{4T}=\frac{0.10-0.04}{0.08}=0.75m/s$
（4）A、当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，故A错误，B正确；
C、当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上无拉力时，小车的加速度，也可能是因为计算F时未计入砝码盘的重力，故C正确，D错误．
故选：BC
故答案为：（1）电火花计时器；（2）D；（3）0.75；（4）BC

点评 （1）解决本题的关键理解实验的原理，知道当m的质量远小于M的质量，m的重力可以认为等于M所受的合力．
（2）解决本题的关键掌握匀变速直线运动推论的运用，会运用逐差法求解加速度；
（3）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含义．只要掌握了实验原理就能顺利解决此类题目，就能举一反三，所以要注意基本原理的学习．

练习册系列答案
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15．如图所示，不可伸长的三段轻绳与质量分别为m1和m2的两小球相连接，两球均可视为质点．绳A的另一端固定在天花板上，绳C的另一端用手牵住．保持两球的位置不变，缓慢调节手的高度和用力方向，在C绳由水平变为接近竖直的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳A的张力不断增大B．绳A的张力先减小后增大
C．绳C的张力不断增大D．绳C的张力先减小后增大
16．一个小球以动能Ek从地面竖直向上抛出，由于空气阻力，返回地面时的动能变为$\frac{3{E}_{k}}{4}$．若小球以2Ek的动能从地面竖直向上抛出，设空气阻力不变，则小球返回地面时的动能变为（　　）
A．$\frac{7{E}_{k}}{4}$B．$\frac{3{E}_{k}}{2}$C．$\frac{5{E}_{k}}{4}$D．$\frac{3{E}_{k}}{4}$
7．一物体静止在粗糙水平地面上，现用一个大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为3v，对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1，F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（　　）
A．WF2＞9WF1，Wf2＞3Wf1B．WF2＜9WF1，Wf2=3Wf1
C．WF2＞9WF1，Wf2=3Wf1D．WF2＜9WF1，Wf2＜3Wf1
14．一质点由a处运动到d处的轨迹如图所示，下列各位置中速度的方向正确的是（　　）
A．a点B．b点C．c点D．d点
4．如图所示，有两块金属板水平放置，两板间电势差为U．一个不计重力的带电粒子以初速度v0沿平行于两板的方向从正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向进入边界线竖直的匀强磁场中．则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（　　）
A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大
C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小
11．现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图1所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器固定在木板上，连接频率为50Hz的交流电源．接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带上打出一系列点迹．

（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），2、3和5、6计数点间的距离如图2所示．由图中数据求出滑块的加速度a=2.51m/s2（结果保留三位有效数字）．
（2）已知木板的长度为l，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是D．
A．滑块到达斜面底端的速度v     B．滑块的质量m
C．滑块的运动时间t             D．斜面高度h和底边长度x
（3）设重力加速度为g，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=$\frac{gh-al}{gx}$（用所需测量物理量的字母表示）
8．下列说法正确的是（　　）
A．物体的加速度大，则速度也一定大
B．物体的速度变化越快，则加速度越大
C．物体的速度大，速度变化就越大，则加速度也越大
D．物体速度很大，加速度可能为零；加速度很大，速度不可能为零
9．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16，有（　　）
A．该原子核发生了α衰变
B．该原子核发生了β衰变
C．那个打出衰变粒子的反冲核沿小圆作逆时针方向运动
D．该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

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