题目内容

 如图5为一气垫导轨的示意图，倾斜导轨上的滑块做匀加速运动。为了测量气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为2.0cm的挡光板。滑块先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了挡光板通过第一个光电门所用的时间为△t1= 0.10s，通过第二个光电门所用的时间为△t2=0.05s，挡光板从开始遮住第一个光电门到遮住第二个光电门的时间t=4.00s回答以下问题：

（1）滑块上的挡光板通过第一个光电门时，速度大小为__________m/s

（2）滑块上的挡光板通过第二个光电门时，速度大小为__________m/s

（3）由于挡光板比较窄，可以认为挡光板通过光电门的平均速度就是滑块通过光电门的瞬时速度，由此算出滑块的加速度为___________m/s2

 

【答案】

 (1)   0.2   (2)   0.4    (3)    0.05

 

练习册系列答案
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Ⅰ．某同学在做测定木块与木板间动摩擦因数的实验过程中，测滑动摩擦力时，他设计了两种实验方案．
方案一：木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示．
方案二：用弹簧测力计水平地钩住木块，用力使木板在水平面上运动，如图乙所示．

除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重均为2.00N的砝码．
（1）上述两种方案中，你认为更合理的方案是
乙
乙
（填“甲”或“乙”），理由是：（回答一个理由即可）
图乙中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，更容易控制拉动的速度，使示数更稳定，测量更准确
图乙中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，更容易控制拉动的速度，使示数更稳定，测量更准确
．
（2）该同学在木块上加砝码，改变木块对木板的压力，记录了5组实验数据，如下表所示．
实验次序 1 2 3 4 5
砝码个数 0 1 2 3 4
砝码对木块
的压力/N		 0 2.00 4.00 6.00 8.00
测力计示
数/N		 1.50 2.00 2.50 2.95 3.50
木块受到的
摩擦力/N		 1.50 2.00 2.50 2.95 3.50
请根据上述数据，在坐标纸上作出木块受到的摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象（以F为横坐标）．由图象可知，重为
6.00
6.00
N；木块与木板间的动摩擦因数为
0.25
0.25
．
Ⅱ．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否守恒．实验前已经调整气垫导轨底座使之水平，且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量．

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=
0.48
0.48
cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为
0.40
0.40
m/s．
（2）已知当地重力加速度为g，钩码的质量为m，滑块的质量为M，在本实验中还需要直接测量的物理量有：
B
B
．
A．光电门到导轨左端定滑轮的距离x
B．滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
C．气垫导轨的总长L
（3）本实验通过比较
mgs
mgs
和
1
2
(m+M)(
d
△t
)2是否相等（用直接测出的物理量符号写出表达式，重力加速度为g）说明系统的机械能是否守恒．
（4）为提高实验结果的准确程度，该实验小组的同学对此实验提出以下建议，其中确实对提高准确程度有作用的是
A
A
．
A．绳的质量要轻，滑轮的质量要轻
B．在“轻质绳”的前提下，绳越长越好
C．钩码的质量m越小越好
（5）你还有其他好的建议是
摩擦力做功对实验有影响，减小摩擦力能提供精确度．
摩擦力做功对实验有影响，减小摩擦力能提供精确度．
．
（1）已知打点计时器接的交流电源频率是f，用它记录一个匀变速直线运动小车的位移，打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5、6如图1所示（已知相邻两计数点中间有四个点未画出）．某同学测量出1与2两点间的距离为S12，5与6两点间的距离为S56，由此可算出小车运动的加速度为a=
S56-S12
100
f2
S56-S12
100
f2
．

（2）图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径（甲图）与内径（乙图）的图示，由图可知该硬塑环的外径为
6.580
6.580
cm，内径为
5.070
5.070
cm，平均厚度为
0.755
0.755
cm．
（3）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上．由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动．我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律．已知I形挡光条的持续挡光宽度为L，实验装置如图3所示，采用的实验步骤如下：
a．调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；
b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
c．将光电门尽量靠近滑块C、D两端；
d．烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC，以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD．
①实验中还应测量的物理量是
滑块C、D的质量mC、mD
滑块C、D的质量mC、mD
；
②根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是
mC
tC
=
mD
tD
mC
tC
=
mD
tD
；
上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是
块与气轨间仍存在摩擦，气轨未完全水平
块与气轨间仍存在摩擦，气轨未完全水平
；
③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)2+
1
2
mD(
L
tD
)2
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)2+
1
2
mD(
L
tD
)2
．
Ⅰ．气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计．为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图1），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间．实验步骤如下：精英家教网
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度V；
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度V，如下表所示：
弹簧劲度系数 k 2k 3k 4k 5k 6k
V （m/s） 0.71 1.00 1.22 1.41 1.58 1.73
V2 （m2/s2） 0.50 1.00 1.49 1.99 2.49 2.99
V3 （m3/s3） 0.36 1.00 1.82 2.80 3.94 5.18
（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示，读得d=
 
m；
（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式V=
 
；
（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度V的关系是
 
．
Ⅱ．现已离不开电视、手机等电子产品，但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水，这些废水是否达标也引起了人们的关注．某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω?m）．图甲为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．他将水样注满容器后，进行以下操作：精英家教网
（1）他先后用多用电表欧姆档的“×1k”、“×100”两个档位粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图乙中所示，则所测水样的电阻约为
 
Ω．
（2）他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所取水样的电阻：
A．电流表（量程5mA，电阻RA=800Ω）
B．电压表（量程15V，电阻RV约为10.0kΩ）
C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）
D．电源（12V，内阻约10Ω）
E．开关一只、导线若干
请用笔线代替导线帮他在图丙中完成电路连接．
（3）正确连接电路后，这位同学闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量得出一系列数据如下表所示，请你在图丁的坐标系中作出U-I关系图线．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为
 
Ω?m．据此可知，所测水样在电阻率这一指标上
 
（选填“达标”或“不达标”）．

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