题目内容
17．某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．
（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=2.30mm．
（2）下列实验要求中不必要的一项是A（请填写选项前对应的字母）．
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B．应使A位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调至水平
D．应使细线与气垫导轨平行
（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是C（请填写选项前对应的字母）．
A．作出“t-F图象”B．作出“t2-F图象”
C．作出“t2-$\frac{1}{F}$图象”D．作出“$\frac{1}{t}$-F2图象”
分析 （1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；
（2）从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤；
（3）根据运动学公式计算加速度，根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式，从而确定处理数据时应作什么图象．
解答 解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；
（2）A、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；
B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；
C、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；
本题选不必要的，
故选：A．
（3）根据牛顿第二定律得a=$\frac{F}{M}$，
那么$（\frac{d}{t}）^{2}=2（\frac{F}{M}）L$
解得：t2=$\frac{M{d}^{2}}{2LF}$
所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出$\frac{1}{{t}^{2}}-F$图象或作出t2-$\frac{1}{F}$图象，故C正确．
故选：C
故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C
点评 本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．要求能够根据实验原理分析操作的合理性．
练习册系列答案
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7．
如图以实线为理想边界，上方是垂直纸面的匀强磁场．质量和带电量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直边界和磁场进入匀强磁场，运动的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述错误的是（ ）
如图以实线为理想边界，上方是垂直纸面的匀强磁场．质量和带电量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直边界和磁场进入匀强磁场，运动的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述错误的是（ ）| A． | M带负电，N带正电 | |
| B． | M的速率小于N的速率 | |
| C． | 洛伦兹力对M、N都做正功 | |
| D． | M在磁场中的运动时间大于N在磁场中的运动时间 |
在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中，某同学的实验设计方案如图所示．则：
5．
如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒受到大小相等的安培力作用，则三棒通过的电流大小关系为（ ）
如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒受到大小相等的安培力作用，则三棒通过的电流大小关系为（ ）| A． | Ia＞Ib＞Ic | B． | Ia=Ib=Ic | C． | Ia＜Ib＜Ic | D． | Ia＜Ib=Ic |
12．
如图所示，长为L的水平板间有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力和粒子间的相互作用力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是（ ）
如图所示，长为L的水平板间有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力和粒子间的相互作用力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是（ ）| A． | 使粒子的速度v=$\frac{3BqL}{2m}$ | B． | 使粒子的速度v=$\frac{BqL}{2m}$ | ||
| C． | 使粒子的速度v=$\frac{3BqL}{4m}$ | D． | 使粒子的速度v=$\frac{BqL}{5m}$ |
2．
一个质点A位于坐标原点处，沿y轴做简谐运动，在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t0时刻波形如图所示．这列波的周期为T．下列说法中正确的是（ ）
一个质点A位于坐标原点处，沿y轴做简谐运动，在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t0时刻波形如图所示．这列波的周期为T．下列说法中正确的是（ ）| A． | 质点A开始振动时的方向沿y轴正方向 | |
| B． | 从t0到t0+$\frac{T}{4}$时间内，回复力对质点B一直做负功 | |
| C． | 在t0到t0+$\frac{T}{2}$时间内，质点B将沿x轴正方向迁移半个波长 | |
| D． | 在一个周期T内，质点B所受回复力的冲量不为零 |
9．
如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α=30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零．则在圆环下滑过程中（ ）
如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α=30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零．则在圆环下滑过程中（ ）| A． | 圆环和地球组成的系统机械能守恒 | |
| B． | 弹簧的最大弹性势能为mgh | |
| C． | 当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大 | |
| D． | 弹簧转过60°角时，圆环的动能为$\frac{mgh}{2}$ |
6．关于斜抛运动，下列说法中错误的是（ ）
| A． | 斜抛运动是曲线运动 | B． | 斜抛运动是直线运动 | ||
| C． | 斜抛运动的最高点的速度为零 | D． | 斜抛运动是匀变速运动 |
7．
如图所示，质量为m的物块置于质量为M的斜面上，物块和斜面都处于静止状态，给物块施加一水平向右的恒力F，物块和斜面仍处于静止状态，则（ ）
如图所示，质量为m的物块置于质量为M的斜面上，物块和斜面都处于静止状态，给物块施加一水平向右的恒力F，物块和斜面仍处于静止状态，则（ ）| A． | 施加恒力后，物块与斜面间的弹力保持不变 | |
| B． | 施加恒力后，地面与斜面的支持力小于（M+m）g | |
| C． | 施加恒力后，物块与斜面间的摩擦力变小 | |
| D． | 施加恒力后，地面与斜面间的摩擦力大小为F |