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(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2 【查看更多】

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）．

．
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間△t=2.0×10^-3s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為

2.6

m/s．
（3）本實(shí)驗(yàn)除了上述器材外還需

天平

，并比較

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

的大小，如在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號(hào)表示），就可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

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某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究“當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系”．

（1）實(shí)驗(yàn)中，圖乙為游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中，由圖甲中刻度尺讀出兩個(gè)光電門中心之間的距離S．滑塊從圖示位置靜止釋放，數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1的時(shí)間t₁，遮光條通過光電門2的時(shí)間t₂，則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度表達(dá)式v₁=

d

t1

d

t1

，滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度表達(dá)式v₂=

d

t2

d

t2

，則滑塊的加速度表達(dá)式a=

d2(

t

2

1

-

t

2

)

2S

t

2

1

t

2

d2(

t

2

1

-

t

2

)

2S

t

2

1

t

2

．（涉及遮光條寬度時(shí)用d表示）
（3）在一次實(shí)驗(yàn)中，滑塊的質(zhì)量m=400g，刻度尺測得兩個(gè)光電門中心之間的距離S=24cm，遮光條經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s，遮光條的寬度d為（1）所測數(shù)值，則在這次實(shí)驗(yàn)中滑塊的加速度a=

0.25

m/s²．

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某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s²
（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器材；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是（填編號(hào)字母）

BCD

．
（2）實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，測得h₁=12.01cm，h₂=20.20cm，h₃=27.86cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電．根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了

1.98m

J；此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了

1.96m

J，（重錘質(zhì)量為m kg，答案中的數(shù)據(jù)均要求保留3位有效數(shù)字）

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某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”．光電計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之平衡．為了測量滑塊的加速度a，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t，用天平測鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，測出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測得遮光條的寬度d（d＜L）．
（1）小車的加速度表達(dá)式a=

d2

2Lt2

d2

2Lt2

（用字母表示）
（2）實(shí)驗(yàn)中如把砝碼的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是

平衡摩擦力過度

，曲線上部彎曲的原因是

沒有滿足滑塊的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m

．

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某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)中鉤碼重力大小與物體所受合外力大小視為相等．

（1）如圖乙所示，由20分度的游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

1.020

cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中可選擇的鉤碼有2個(gè)，它們的質(zhì)量分別為m₁和m₂，且m₁＞m₂，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中選擇

m₂

（填m₁或m₂）較合適．
（3）實(shí)驗(yàn)中可選擇的遮光條有2個(gè)，它們的寬度分別為d₁和d₂，且d₁＞d₂，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中選擇

d₂

（填d₁或d₂）較合適．
（4）該實(shí)驗(yàn)小組在a-

1

m

（m為滑塊整體的質(zhì)量）坐標(biāo)系中，畫出了如圖丙所示的三條曲線．你認(rèn)為符合事實(shí)的曲線是

③

．（從①、②、③三條曲線中選出一條，填序號(hào)）．曲線未過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是

可能是氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平（或可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力）

．

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一、選擇題

1.D 2.AC 3.D 4.A 5.AB 6.D 7.CD

8.B 9.AB 10.B 11.BC 12.AD

二、選做題

13. (10分)（1）油膜法 10^-10 （2）球形表面張力

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每空2分

14. (10分)（1）最低點(diǎn) 放大法（2）多普勒效應(yīng) 向著

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每空2分

三、實(shí)驗(yàn)題

實(shí)驗(yàn)題答案:

15．(11分) (1) ① (1分)

② 相同位置(2分) ，保證前后兩次拉橡皮條時(shí)的效果相同(1分)

(2) ① (1分) , (1分) , 該實(shí)驗(yàn)小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶，然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵或者釋放紙帶時(shí)手抖動(dòng)了(2分) (其他答案只要合理均給滿分)

② D (2分), 重力加速度g (1分)

16．(13分) (1) a．S₁和S₂ (1分)，

b．S₁ (1分)，S₂ (1分)，V₁的讀數(shù)和V₂的讀數(shù)(1分)

(2) (1分) (1分)

(3)電路圖如圖所示 (3分)

(4) 下列兩種情況答出任意一種給滿分

(2分) 對(duì)應(yīng)的圖像如圖1 (2分)

或者(2分) 對(duì)應(yīng)的圖像如圖2 (2分)

四、計(jì)算題

17．(16分) (1) 小球過C點(diǎn)時(shí)滿足 (1) …………2＇

又根據(jù) (2 ) ………… 2＇

由(1)(2)得：（3） …………2＇

由圖可知：H₁=0.5m時(shí)F₁=0；代入（3）可得

………… 2＇

H₂=1.0m時(shí)F₂=5N；代入（3）可得

…………2＇

(2) 據(jù) …………4＇可得 …………2＇

18．(16分) (1)要使電子能通過PQ界面，電子飛出磁場的速度方向必須水平向右，由可知，r越大v越大，從C點(diǎn)水平飛出的電子，運(yùn)動(dòng)半徑最大，對(duì)應(yīng)的速度最大，即r=2a時(shí)，電子的速度最大………2＇

由 …………4＇

得： (1) …………2＇

(2) 粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，據(jù)

(2) …………2＇

…………2＇

得： (3) …………2＇

由此可知：PQ界面的右側(cè)X軸上能接收電子的范圍是，+………2＇

19．(18分) (1) 當(dāng)t=t₁時(shí)，t₁ (1) …………1＇

并由題意可知瞬間電流為0，得ε_合=ε₁―ε₁^/=0 …………1＇

而， …………2＇

故： (2) …………1＇

(3) …………1＇

(2) 由或 (4) …………2＇

得： (5) …………1＇

(6) …………1＇

(3) 當(dāng)t=t₂時(shí)，由題意知： (7) …………2＇

設(shè)ab邊穿出磁場瞬間的速度為v₂，則有：

(8) …………2＇

(9) …………1＇

由動(dòng)能定理： (10) …………2＇

得： (11) …………1＇

20．(18分)解: (1)剛開始滑動(dòng)時(shí),a===1m/s²…………2＇方向向左…………1＇

(2) 設(shè)經(jīng)t₁時(shí)間m₁_、m₂相碰，有

…………1＇

t₁=1s t^/₁=5s(由上述分析可知，不合題意,舍去) …………1＇

碰前m₂的速度 v₂=at₁=1m/s

由題意可知：碰后m₂的速度 v^/₂=2m/s 或 v^//₂=4m/s …………1＇

分別由動(dòng)量守恒定律得 m₁v_帶+m₂v₂=m₁v^/₁+m₂ v^/₂與m₁v_帶+m₂v₂=m₁v^//₁+m₂ v^//₂ …………1＇

得碰后m₁的速度 v^/₁= 1.5m/s 或 v^//₁= ―1.5m/s …………1＇

檢驗(yàn)：由于 …………1＇

故v^//₁= ―1.5m/s，v^//₂=4m/s 這組數(shù)據(jù)舍去 ……1＇

∴碰后m₁的速度為v^/₁= 1.5m/s向右, m₂的速度為v^/₂=2m/s向右…………1＇

(3)因碰后兩物體均做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度都為a=1m/s²，所以m₂先達(dá)到傳送帶速度，設(shè)m₂達(dá)到傳送帶速度的時(shí)間為t₂，

有 v_帶= v^/₂+ at₂ t₂=1s

此時(shí)m₁的速度v₃= v^/₁+ at₂=2.5m/s< v_帶

故從t₂之后m₁繼續(xù)加速，m₂和傳送帶開始減速，

直到m₁和傳送帶達(dá)到某個(gè)共同速度v₄后，

m₁所受摩擦力換向，才開始減速運(yùn)動(dòng)，

設(shè)m₁繼續(xù)加速的時(shí)間為t₃

則v₄=v₃+ a t₃ = v_帶－a_帶t₃t₃=s ………1＇

m₁的速度為v₄= v₃+ a t₃=m/s ………1＇

此時(shí)m₂的速度為v₅= v_帶－ a t₃=m/s ，之后m₁、m₂均做勻減速運(yùn)動(dòng)，

因?yàn)樵谡麄€(gè)過程中m₂的速度始終大于m₁的速度，

所以在m₁、m₂都靜止時(shí)兩物塊位移最大…………1＇

m₂碰后運(yùn)動(dòng)的總位移 …………1＇

或

m₁碰后運(yùn)動(dòng)的總位移 …………1＇

兩物塊間最大距離 …………1＇

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