與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，l、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．

（1）用游標(biāo)卡尺測量窄片K的寬度為d（已知l?d），光電門1，2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1、t2，則窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式v1=
d
t1
d
t1

（2）用米尺測量兩光電門間距為l，則小車的加速度表達(dá)式a=
d2
2l
（
1
t
2
2
-
1
t
2
1
）
d2
2l
（
1
t
2
2
-
1
t
2
1
）

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是：在
不掛砂和砂桶
不掛砂和砂桶
的情況下，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至
與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止
與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止
；
（4）實驗中，有位同學(xué)通過測量，把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角太大
平衡摩擦力時木板傾角太大
；曲線上部彎曲的原因是
沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
．
分析：（1）利用光電門測速度時是利用了平均速度代替瞬時速度的原理；
（2）根據(jù)運動學(xué)公式v2-
v
2
0
=2as，可以寫出加速度的表達(dá)式；
（3）該實驗中是通過把木板一端抬高，讓小車的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的；
（4）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象特點即可正確解答．
解答：解：（1）由于窄片K的寬度為d很小，因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時速度，故窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式為：v1=
d
t1
．
故答案為：v1=
d
t1
．
（2）窄片K通過光電門2的速度表達(dá)式：v2=
d
t2
．
根據(jù)運動學(xué)公式：v2-
v
2
0
=2as有：
a=
v
2
2
-
v
2
1
2l
=
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)．
故答案為：
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)．
（3）在該實驗中，平衡摩擦力的思路是：抬高木板一端，讓小車的重力沿斜面分力與摩擦力平衡，當(dāng)觀察到小車勻速運動時，說明摩擦力已經(jīng)被平衡，故具體操作是：先不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至小車能勻速下滑即可．
故答案為：不掛砂和砂桶，與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止．
（4）根據(jù)丙圖可知，當(dāng)沒有掛砂和砂桶時，小車產(chǎn)生了加速度，因此說明平衡摩擦力時木板傾角太大；隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
故答案為：平衡摩擦力時木板傾角太大，沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量．
點評：對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現(xiàn)利用圖所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．
①．滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
m/s，通過光電門2時的速度
v2=
2.50m/s
2.50m/s
m/s：（取三位有效數(shù)字）
②．滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
J．（取三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?金華二模）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如左圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．
為了測定兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)利用光電計時器設(shè)計了一個實驗：如上右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細(xì)線和小鐵塊相連．l和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.6×10-2s．用游標(biāo)卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．
（1）讀出小鐵塊的寬度d=
1.45
1.45
cm．
（2）鐵塊通過光電門l的速度v1=
0.725
0.725
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
2.42
2.42
m/s．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有：
鐵塊的質(zhì)量m
鐵塊的質(zhì)量m
、
鉛錘的質(zhì)量M
鉛錘的質(zhì)量M
．（用文字說明并用字母表示）
（4）用（3）中各量求解動摩擦因數(shù)的表達(dá)式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，金屬絲的直徑為
0.260
0.260
mm；用游標(biāo)為50分度的卡尺（測量值可準(zhǔn)確到0.02mm）測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖．可讀出圓柱的直徑是
52.12mm
52.12mm
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖3所示裝置驗證機械能守恒定律．圖3中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
 J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在使用不同精度的游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量同一個物體的長度時，分別測量的結(jié)果如下：
甲同學(xué)：使用游標(biāo)為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
乙同學(xué)：使用游標(biāo)為10分度的卡尺，讀數(shù)為12.04cm
丙同學(xué)：使用游標(biāo)為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
丁同學(xué)：使用精度為“0.01mm”的螺旋測微器，讀數(shù)為12.040mm
從這些實驗數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯誤的是
甲
甲
同學(xué)．

（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現(xiàn)利用圖2所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25
5.25
 J，重力勢能的減少量為
5.26
5.26
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在做“用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻”實驗時：
①某同學(xué)連接的實物圖如圖1所示．但當(dāng)開關(guān)閉合時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒有示數(shù)，實驗前儀器都檢查過是好的，也就是說只可能是某根連接導(dǎo)線斷了．那么，請你分析一下，可能發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線是
2、5、6
2、5、6
（寫出所有可能斷的導(dǎo)線的編號）．
②某同學(xué)在實驗時對該電路作了改進(jìn)，其方法是：加接了一個定值電阻R0，如圖2所示．他加接此電阻的作用是
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．

為了測定兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)利用光電計時器設(shè)計了一個實驗：如右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細(xì)線和小鐵塊相連．1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.5×10-2s．用游標(biāo)卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．

①讀出小鐵塊的寬度d=
2.015
2.015
cm．
②鐵塊通過光電門l的速度v1=
1.01
1.01
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
③已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有（用文字說明并用字母表示）
鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M
鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M
．
④用③中各量求解動摩擦因數(shù)的表達(dá)式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）．

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同步練習(xí)冊答案