题目内容
15．某研究性学习小组分别用如图1所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”．装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）．
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是C
A．只需平衡小车的摩擦力
B．沙桶和沙的总质量要远小于小车的质量
C．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻
D．先释放小车，后接通打点计时器的电源
（2）某同学根据实验数据画出了图2所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为D；
A．$\frac{1}{M}$ B．$\frac{1}{m}$ C．mg D．F
（3）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线C （填选项前的字母）
A．逐渐偏向纵轴
B．逐渐偏向横轴
C．仍保持原方向不变
（4）图3为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，测得AB=2.0cm、AC=8.0cm、AD=18.0cm、AE=32.0cm，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为0.8 m/s，小车的加速度4m/s2．
分析 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．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．对小车列出牛顿第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函数表达式，然后即可得出横轴坐标与斜率与什么物理量有关，从而得出结论．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，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C点时小车的瞬时速度大小．
解答 解：（1）本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力，不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力，所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，但滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数，所以滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻，实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故C正确．
故选：C．
（2）对小车分析，应有F=ma，解得：a=$\frac{1}{M}$F，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故D正确．
故选：D
（3）由于图象的斜率为k=$\frac{1}{M}$，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C正确．
故选：C
（4）纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，T=0.1s．
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3点时小车的瞬时速度大小．
vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{AD-AB}{2T}$=$\frac{0.18-0.02}{0.2}$=0.8m/s
连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：
a=$\frac{△X}{{T}^{2}}$=$\frac{0.04}{0.01}$=4m/s2；
故答案为：（1）C；（2）D；（3）C；（4）0.8，4．
点评 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，能利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，提高解决问题能力．
| A． | 0.8 | B． | 0.55 | C． | 0.6 | D． | 0.4 |
如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以移动，当导线通过图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）| A． | 顺时针方向转动，同时下降 | B． | 顺时针方向转动，同时上升 | ||
| C． | 逆时针方向转动，同时下降 | D． | 逆时针方向转动，同时上升 |
在《验证力的平行四边形定则》实验中，两秤的拉力在图中作出，图中方格每边长度表示1N，O是橡皮条的一个端点，用两个直角三角板作出合力F的图示，最后得到的合力的大小为7.0N．
如图所示，倾角为45°的光滑斜面向左做匀加速运动时，质量为m的小球恰好与斜面保持静止，当斜面与小球的速度从v增加到2v的过程中（ ）| A． | 物体m受到的合外力大小为$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg | B． | 小球的位移为$\frac{3{v}^{2}}{g}$ | ||
| C． | 斜面对物体m做功为$\frac{3m{v}^{2}}{2}$ | D． | 重力对物体m的冲量为0 |
如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，现在用多用电表的电压档去测得各部分电压是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定下列说法正确的是（ ）| A． | 使用多用电表的电压档时应该将开关合上 | |
| B． | 使用多用电表的电压档时应该将开关打开 | |
| C． | L1的灯丝烧断了 | |
| D． | L2的灯丝烧断了 |
如图所示，斜拉桥塔柱两侧的钢索不呈对称分布，要保持塔柱所受的合力竖直向下，那么钢索AC、AB的拉力FAC、FAB应满足（ ）| A． | FAC：FAB=1：1 | B． | FAC：FAB=tanα：tanβ | ||
| C． | FAC：FAB=cosβ：cosα | D． | FAC：FAB=sinβ：sinα |
如图，金属棒ab跨接在两条光滑的竖直导轨上，电阻均不计，外加磁场如图，R1=5Ω，R2=5Ω，量程为0-10V，量程为0-3A，已知磁感应强度B=1T，当ab由静止释放后，最后的稳定速度为10m/s，此时恰有一表满偏，求棒的质量（g=10m/s2）
如图所示，三根完全相同的绳子在O点打结将重物吊起，如图所示．已知AO与竖直方向的夹角为θ，OB与竖直绳子呈水平状态，OC下端系重物，重物的质量为m，试求：（1）AO绳、BO绳的拉力大小；