16．圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?br />
（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動．從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
（2）實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是C．
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40 g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm，S FG=6.34cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.42 m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

分析 1、小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)平衡摩擦力；
2、當(dāng)沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，即m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力；
3、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動，即平衡摩擦力，故B正確，AC錯誤．
（2）當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．因此最合理的一組是C．
故選：C．
（3）相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T=0.1s，
利用勻變速直線運(yùn)動的推論△x=at2，得：
sDE-sAB=3a1T2
sEF-sBC=3a2T2
sFG-sCD=3a3T2
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個(gè)加速度取平均值得：
a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）=$\frac{6.34+5.91+5.49-5.08-4.65-4.22}{9×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s2=0.42m/s2    
故答案為：（1）B； （2）C；（3）0.42．

點(diǎn)評 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動．當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉淼囊话牒�，運(yùn)動半徑為$\root{3}{4}r$，線速度大小為$\frac{\root{3}{4}}{2}v$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．如圖所示，一大小始終不變的外力F將物體壓在粗糙豎直面上，當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)至虛線位置，物體始終靜止，則在這個(gè)過程中，摩擦力f與墻壁對物體彈力FN的變化情況是（　�。�
A．f方向可能一直豎直向上B．f先變小后變大
C．FN先變大后變小D．FN先變小后變大

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．空間某點(diǎn)處固定著一個(gè)點(diǎn)電荷，在點(diǎn)電荷的正上方與點(diǎn)電荷相距為R的位置，放一帶電的質(zhì)點(diǎn)，該質(zhì)點(diǎn)恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)把帶電質(zhì)點(diǎn)豎直向下移動到距點(diǎn)電荷為$\frac{R}{2}$的位置，然后由靜止釋放，求釋放的瞬間，帶電質(zhì)點(diǎn)的加速度a的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．如圖（甲）所示為一種研究高能粒子相互作用的裝置，兩個(gè)直線加速器均由k個(gè)長度逐個(gè)增長的金屬圓筒組成（整個(gè)裝置處于真空中，力中只畫出了6個(gè)圓筒，作為示意）它們沿中心軸線排列成一串，各個(gè)圓筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端．設(shè)金屬圓筒內(nèi)部沒有電場，且每個(gè)圓筒間的縫隙寬度很小，帶電粒子穿過縫隙的時(shí)間可忽略不計(jì)．為達(dá)到最佳加速效果，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)至粒子穿過每個(gè)圓筒的時(shí)間恰為交流電的半個(gè)周期，粒子每次通過圓筒間縫隙時(shí)，都恰為交流電壓的峰值．
質(zhì)量為m、電荷量為e的正、負(fù)電子分別經(jīng)過直線加速器加速后，從左、右兩側(cè)被導(dǎo)入裝置送入位于水平面內(nèi)的圓環(huán)形真空管道，且被導(dǎo)入的速度方向與圓環(huán)形管道中粗虛線相切．在管道內(nèi)控制電子轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3…An，共n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓周上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線和細(xì)虛線了幾個(gè)），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是磁感應(yīng)強(qiáng)度和方向均相同的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域都是直徑為d的圓形．改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度．經(jīng)過精確的調(diào)整，可使電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的一條直徑的兩端，如圖（乙）所示．這就為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對撞作好了準(zhǔn)備．
（1）若正電子進(jìn)入第一個(gè)圓筒的開口時(shí)的速度為v0，且此時(shí)第一、二兩個(gè)圓筒的電勢差為U，正電子進(jìn)入第二個(gè)圓筒時(shí)的速率多大？
（2）正、負(fù)電子對撞時(shí)的速度多大？
（3）為使正電子進(jìn)入圓形磁場時(shí)獲得最大動能，各個(gè)圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件？
（4）正電子通過一個(gè)圓形磁場所用的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，有一放射源可以沿軸線ABO方向發(fā)射速度大小不同的粒子，粒子質(zhì)量均為m，帶正電荷q．A、B是不加電壓且處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個(gè)閥門，閥門后是一對平行極板，兩極板間距為d，上極板接地，下極板的電勢隨時(shí)間變化關(guān)系如圖（b）所示．O處是一與軸線垂直的接收屏，以O(shè)為原點(diǎn)，垂直于軸線ABO向上為y軸正方向，不同速度的粒子打在接收屏上對應(yīng)不同的坐標(biāo)，其余尺寸見圖（a），其中l(wèi)和t均為己知．己知$\frac{{q{U_0}}}{2dm}{t^2}=\frac{1}{8}$d，不計(jì)粒子重力．

（1）某時(shí)刻A、B同時(shí)開啟且不再關(guān)閉，有一個(gè)速度為v0=$\frac{2l}{t}$的粒子恰在此時(shí)通過A閥門，以閥門開啟時(shí)刻作為圖（b）中的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，試求此粒子打在y軸上的坐標(biāo)位置（用d表示）．
（2）某時(shí)刻A開啟，$\frac{t}{2}$后A關(guān)閉，又過$\frac{t}{2}$后B開啟，再過$\frac{t}{2}$后B也關(guān)閉．求能穿過閥門B的粒子的最大速度和最小速度．
（3）在第二問中，若以B開啟時(shí)刻作為圖（b）中的計(jì)時(shí)零點(diǎn)，試求解上述兩類粒子打到接收屏上的y坐標(biāo)（用d表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．某同學(xué)驗(yàn)證動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶，合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑．
B．取下輕繩和易拉罐，分別測出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車的質(zhì)量M．
C．取下輕繩和易拉罐，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙所示（中間部分未畫出），O為打下的第一點(diǎn)．
已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g．
（1）步驟C中小車所受的合外力大小為mg．
（2）為驗(yàn)證從O→C的過程中小車所受的合外力做功與小車動能變化的關(guān)系，測出B、D間的距離為s，O、C間的距離為x，則C點(diǎn)的速度為$\frac{s}{2}$f，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為mgx=$\frac{M{s}^{2}f{\;}^{2}}{8}$．（用所測物理量的符號表示）
（3）如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小車動能的變化量大于小車所受合外力所做的功，可能的原因是③．
①實(shí)驗(yàn)中沒有滿足M遠(yuǎn)大于m的條件
②實(shí)驗(yàn)步驟A中調(diào)整木板傾角過大
③紙帶中的O點(diǎn)不是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）如圖2為實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，距離如圖2，單位是cm，小車的加速度是1.59m/s2．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）以下措施正確的是BC（填入相應(yīng)的字母，多選少選均不得分）
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動過程中紙帶也要受到阻力
C．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，后接通電源
（3）當(dāng)M與m的關(guān)系滿足M＞＞m 時(shí)，才可認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（4）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與$\frac{1}{M}$的圖象．
（5）如圖3，甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源是頻率為50Hz的交流電，在紙帶上打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出n個(gè)點(diǎn)，該紙帶上記錄的時(shí)間為t，則（　�。�
A．T=0.1 s，t=nTB．T=0.05 s，t=（n-1）TC．T=0.02 s，t=（n-1）TD．T=0.02 s，t=nT

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同步練習(xí)冊答案