题目内容
12．“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图（甲）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，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）实验中的打点计时器应使用交流电源（选填“直流”或“交流”），在进行该实验前需要（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦实验操作．
（2）某同学在实验时将木板水平放置，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、小车已过两个铁钉的连线 D、小车未过两个铁钉的连线
（3）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，如图（乙）所示，每相邻计数点的时间间隔均为0.10s，则小车获得的最大速度为1.15m/s．
分析 （1）现在通过实验来探究功与物体动能变化关系，小车的速度由纸带上打的点测量位移，用平均速度来计算，因此需要刻度尺，打点计时器使用的是交流电源，因探究功与速度变化关系，因此必须平衡摩擦力；
（2）在利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，应选取几条完全相同的橡皮筋，为使它们每次做的功相同，橡皮筋拉伸的长度必要保持一致；小车的运动是先加速后匀速．
（3）若木板是水平放置的，则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力，小车先加速后减速；当小车速度达最大时，小车的合力为零，所以要分析点迹均匀的一段纸带即可．
解答 解：（1）探究橡皮筋做功与小车的动能变化的关系，则小车的速度根据纸带上所打的点，通过测量位移，求平均速度来代替瞬时速度．因此要使打点计时器能工作，必须接交流电源；
因橡皮筋做功即为合外力做功，因此必须平衡摩擦力，
（2）若木板是水平放置的，则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力，当小车速度达最大时，则小车的合力为零．所以除摩擦力外，还有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋处于伸长状态．故选：B．
（3）
小车先加速，后匀速，最后减速运动
在加速过程中，橡皮条在做正功，故需要测量最大速度，即匀速运动的速度，因而需要选用间隔均匀的点，即G-K点，打点计时器每隔0.02s打一次点，故最大速度为：
v=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.023}{0.02}$m/s=1.15m/s
故答案为：（1）交流，需要；（2）B；（3）1.15m/s．
点评 小车的速度通过纸带上点求出，而小车的动能完全是由橡皮筋做功而导致的．同时巧用一根橡皮筋做功为W，两根橡皮筋则为2W，但每根伸长的长度必须相同，该实验中小车的运动情况是先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度．
| A． | 线圈匝数n1＜n2，n3＜n4 | |
| B． | 线圈匝数n1＞n2，n3＞n4 | |
| C． | 甲图中的电表是电流表，输出端不可短路 | |
| D． | 乙图中的电表是电流表，输出端不可断路 |
如图所示，矩形平面导线框abcd位于竖直平面内，水平边ab长l1，竖直边bc长l2，线框质量为m，电阻为R．线框下方有一磁感应强度为B、方向与线框平面垂直的匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行，两边界间的距离为H，H＞l2．让线框从dc边距边界PP′的距离为h处自由下落，已知在dc边进人磁场后、ab边到达边界PP′前的某一时刻，线框的速度已达到这一阶段的最大值，重力加速度为g，则（ ）| A． | 当dc边刚进磁场时，线框速度为$\sqrt{2gh}$ | |
| B． | 当ab边刚到达边界PP′时，线框速度为$\frac{mgR}{{B}^{2}{{l}_{2}}^{2}}$ | |
| C． | 当dc边刚到达边界QQ′时，线框速度为$\sqrt{（\frac{mgR}{{B}^{2}{{l}_{1}}^{2}}）^{2}+2g（H-{l}_{2}）}$ | |
| D． | 从线框开始下落到dc边刚到达边界的QQ′过程中，线框产生的焦耳热为mg（h+l2）-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}}{2{B}^{4}{{l}_{2}}^{4}}$ |
| A． | 在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E=1.2V/m | |
| B． | 由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大 | |
| C． | 沿着C到A的方向，电势先降低后升高 | |
| D． | C、B两点间的电势差UCB=0.9V |
如图，ABC为某半圆形透明介质与空气的分界面，其圆心为O，直径为d．MN为紧靠A点并与直径AB垂直放置的足够长光屏，调节激光器，使PO光线从透明介质右侧弧面沿某一半径方向射向圆心O，当光线PO在O点的入射角为θ时，发现光屏MN的左右两侧均出现亮点，且左、右两侧亮点到A点的距离分别为$\frac{d}{2}$、$\frac{\sqrt{3}d}{2}$，则由以上信息可知（ ）| A． | θ=60° | |
| B． | 该透明介质的折射率n=$\sqrt{3}$ | |
| C． | 若增大θ，光屏MN上左侧亮点可能消失 | |
| D． | 若θ=45°，光屏MN上左、右两侧亮点到A点的距离相等 |
| A． | 同一探测器在火星表面的重力比在地球表面的重力要小 | |
| B． | 火星的第一宇宙速度一定大于地球的第一宇宙速度 | |
| C． | 若探测器绕火星和绕地球做匀速圆周运动的半径相同，则其线速度相同 | |
| D． | 若探测器绕火星和绕地球做匀速圆周运动的半径相同，则其周期相同 |
| A． | $\frac{3F}{4πGMR}$ | B． | $\frac{3F}{4πGM{R}^{2}}$ | C． | $\frac{3F}{4πGM{R}^{4}}$ | D． | $\frac{3GM}{4πF{R}^{5}}$ |
将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ=30°，则F的最小值为（ ）| A． | mg | B． | $\frac{\sqrt{3}}{3}$mg | C． | $\frac{\sqrt{3}}{2}$mg | D． | $\frac{1}{2}$mg |