题目内容

11．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学在打出的如图1所示的纸带上按打点的先后顺序，每隔一定的点共选取了O、A、B、C、D、E六个计数点．现用剪刀从它们的分界点将纸带剪开，得到五段纸带，将这五段纸带按从短到长的顺序但不重叠地贴在坐标系中，如图2所示．

（1）在该实验中，一定需要的做法或实验器材是D．
A．小车的质量远大于钩码的质量      B．平衡摩擦力       C．弹簧秤          D．电火花打点计时器
（2）若把每一段纸带的左上端连接起来，结果得到一条倾角为θ的倾斜直线，那么，这条直线表示的是v-t图象，物体的加速度大小为tanθ．

分析 （1）测定匀变速直线运动的加速度是根据纸带打出的点，根据作差法求解加速度，根据实验原理分析即可；
（2）使用的方法是等效代替法解题，它们的长度分别等于x=v平均t，因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比．

解答 解：（1）测定匀变速直线运动的加速度不需要平衡摩擦力，也不需要用重力的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足小车的质量远大于钩码的质量，根据纸带求出加速度，不需要测量绳子拉力，所以不需要弹簧秤，需要电火花打点计时器在纸带上打点，故D正确，ABC错误．
故选：D
（2）每一段纸带的时间相等，平均速度v=$\frac{x}{t}$，则纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，也就是说图中纸带高度代表瞬时速度，则把每一段纸带的左上端连接起来，得到一条倾角为θ的倾斜直线，那么，这条直线表示的是v-t图象，图象的斜率表示加速度，则a=tanθ．
故答案为：（1）D；（2）v-t；tanθ

点评 纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．这种等效替代的方法减小了解题难度．

练习册系列答案
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5．如图所示，一单匝线圈在拉力作用下离开磁场，在此过程中，线圈中的磁通量将减小（填“增加”或“减小”）．若上述过程所经历的时间为0.2s，线圈中的磁通量变化了0.6Wb，则线圈中产生的感应电动势为3V．
2．如图所示，一个质量为M的箱子放在水平地面上，箱内用长为L的细线拴一质量为m的小球，线的另一端拴在箱子的顶板上，现把细线和球拉到与竖直方向成一定角处从静止自由释放，当球摆到最低点时速度为v，此时地面受到的压力大小为（　　）
A．MgB．Mg+mg-$\frac{m{v}^{2}}{L}$C．（M+m）gD．Mg+mg+$\frac{m{v}^{2}}{L}$
19．下列说法正确的是（　　）
A．石墨和金刚体都是晶体，木炭是非晶体
B．在物质内部的各个平面上，物质微粒数相等的是晶体，不等的是非晶体
C．液晶的所有物理性质，在不同方向上都是不同的
D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部的
E．露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气中原来的饱和水蒸气液化
6．“验证机械能守恒定律”的实验装置图．下列关于图中重物的选择依据，表述正确的是（　　）
A．选用质量大的比较好
B．重物所受重力应与它所受的阻力平衡
C．选用体积小的比较好
D．重物所受重力应远大于它所受的阻力
16．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：
（1）当m与M的大小关系满足M＞＞m时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
（2）（多选题）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法正确的是BC；
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a=mg/M求出
（3）乙图为本实验中接在50Hz的低压交流电上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但第3个计数点没有画出，设计数点1和2间距为x2，计数点4和5间距为x5．由图数据可得计算加速度的表达式是$a=\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3{T}^{2}}$，该物体的加速度为0.75m/s2．（所有结果均保留两位有效数字）
3．如图所示，形状为半个正弦图线的金属导线两端与两金属小环a、b连接，两环套在光滑长直金属杆上，导线电阻为R，其余电阻不计，a、b间距为L，导线顶部到杆的距离为d．在外力F作用下，导线沿杆以恒定的速度v向右运动，穿过宽度也为L的匀强磁场区域，运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直，两环与金属杆保持良好接触．从导线进入磁场到全部离开磁场的过程中（　　）
A．导线中电流的最大值为$\frac{vBd}{R}$B．导线中电流的有效值为$\frac{vBd}{2R}$
C．外力F做的功为$\frac{{B}^{2}{d}^{2}vL}{2R}$D．外力F做的功为$\frac{{B}^{2}{d}^{2}vL}{R}$
20．如图1所示，是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，在此实验中：

（1）要求所挂重物的质量远远小于小车和所加砝码的质量，此时才能近似认为所挂重物的重力大小等于绳对小车的拉力大小；
（2）如图3为某次实验由打点计时器得到的纸带，每两点间还有4个点未画出，F点对应时刻小车的速度大小为1.0m/s，小车的加速度大小为1.6m/s2（保留两位有效数字，交流电的频率为50Hz）．
（3）若某次小车和所加砝码的质量M一定时，根据实验数据，已画出a-F图象（图3）．根据图象判定：当M一定时，a与F成正比关系．且此次实验M=0.5kg．
1．材料中的“全长257千米”、“最高时速为250千米”指的是（　　）
A．位移和瞬时速度B．位置和平均速度C．路程和瞬时速度D．路程和平均速度

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