10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系．將裝有力傳感器的小車放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0，以此表示小車所受摩擦力的大小．再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F1．

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車的加速度a=0.16m/s2．
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F
（F=F1-F0）的關(guān)系圖象．不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．如圖丙的圖象中可能正確的是B．
（3）同一次實(shí)驗(yàn)中，小車釋放前傳感器示數(shù)F1與小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F2的關(guān)系是F1＞F2（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是D．
A．小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量
B．實(shí)驗(yàn)中需要將長(zhǎng)木板右端墊高
C．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小車和傳感器的總質(zhì)量
D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大�。�
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F1-F0）的關(guān)系圖象，由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過(guò)原點(diǎn)；
（3）對(duì)小桶受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解；
（4）在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小，實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板右端墊高，因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車所受摩擦力的大小，用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：t=0.02×5=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=at2可得加速度為：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{（4.00-3.52）×1{0}^{-2}m}{3×（0.1s）^{2}}$=0.16 m/s2；
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F1-F0）的關(guān)系圖象．
由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過(guò)原點(diǎn)，一條傾斜的直線．故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故選：B．
（3）對(duì)小桶受力分析，設(shè)小桶重力為mg，
木板釋放前彈簧秤的示數(shù)F1，所以F1=mg，
設(shè)小車的重力為Mg，小車在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F2，
根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F2=ma，所以F1＞F2；
（4）A、在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小，不需要使小車和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板右端墊高，因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車所受摩擦力的大小，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出小車和傳感器的總質(zhì)量，只需要保證小車和傳感器的總質(zhì)量不變，故C錯(cuò)誤；
D、用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故D正確；
故選：D．
故答案為：（1）0.16；（2）B；（3）＞；（4）D．

點(diǎn)評(píng) 本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

10．真空中有兩個(gè)距離保持不變的點(diǎn)電荷，若將它們各自的電量都增大到原來(lái)的3倍，則兩電荷之間相互作用的靜電力將增大到原來(lái)的9倍．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．如圖所示，圖甲中MN為足夠大的不帶電薄金屬板，在金屬板的右側(cè)，距離為d的位置上放入一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷O，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場(chǎng)分布．P是金屬板上的一點(diǎn)，P點(diǎn)與點(diǎn)電荷O之間的距離為r，幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難．幾位同學(xué)經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，從圖乙所示的電場(chǎng)得到了一些啟示，經(jīng)過(guò)查閱資料他們知道：圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的．圖乙中兩異號(hào)點(diǎn)電荷電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線．由此他們分別對(duì)P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小做出以下判斷，其中正確的是（　�。�
A．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
B．方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-6nxb2vz^{2}}}{{r}^{3}}$
C．方向垂直于金屬板向左，大小為 $\frac{2kqd}{{r}^{3}}$
D．方向垂直于金屬板向左，大小為 $\frac{2kq\sqrt{{r}^{2}-1zb4zxw^{2}}}{{r}^{3}}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

18．如圖所示，兩方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)被邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形ABC理想分開(kāi)，三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，三角形頂點(diǎn)A處有一質(zhì)子源，能沿∠BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子（質(zhì)子重力不計(jì)），所有質(zhì)子均能通過(guò)C點(diǎn)，質(zhì)子比荷$\frac{q}{m}$=k，則質(zhì)子的速度可能為（　　）
A．2BkLB．$\frac{BkL}{2}$C．$\frac{3BkL}{2}$D．$\frac{BkL}{8}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示的豎直直角坐標(biāo)平面xoy內(nèi)有兩條過(guò)原點(diǎn)的射線OA和OB與x軸的正半軸和負(fù)半軸都成45°角，在x軸上方∠AOB區(qū)域間分布著方向垂直紙面向外大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的下方存在著方向垂直紙面向外大小為B2=$\frac{mv}{qL}$勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的帶電粒子以速度v從位于直線OA上的P（L，L）點(diǎn)豎直向下射出，經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，此粒子每經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間T會(huì)回到P點(diǎn)，（不計(jì)粒子重力）
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)$\frac{{B}_{1}}{{B}_{2}}$之比；
（2）若保持B2不變，而∠AOB間的磁場(chǎng)方向不變，現(xiàn)從P點(diǎn)向下發(fā)射兩個(gè)速度在0～$\frac{v}{2}$圍內(nèi)（0＜v≤$\frac{v}{2}$）與原來(lái)相同的帶電粒子（不計(jì)兩個(gè)粒子間的相互作用力），它們進(jìn)入∠AOB強(qiáng)磁場(chǎng)后都要經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，求∠AOB間的磁感應(yīng)強(qiáng)度的B1′的大小．
（3）在滿足題（2）中的條件下，求從P點(diǎn)出發(fā)后又回到P點(diǎn)的最短時(shí)間為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，鐵架臺(tái)豎直固定放置在水平桌面上，長(zhǎng)木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺(tái)豎直鐵桿上，使長(zhǎng)木板傾斜放置．長(zhǎng)木板P處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間，實(shí)驗(yàn)步驟是：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊的擋光寬度L，用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量m．
②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板在鐵架臺(tái)上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)．在鐵架臺(tái)豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測(cè)出Q1到水平面的高度H．
③保持P位置不變，長(zhǎng)木板一端放置在鐵架臺(tái)豎直桿Q2上．用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計(jì)時(shí)器測(cè)出滑塊的擋光時(shí)間t1．
④保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端在鐵架臺(tái)上的放置位置，重復(fù)步驟③數(shù)次．
滑塊沿長(zhǎng)木板由Q2運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中，用測(cè)量的物理量（L1，t1，h，H，m）以及重力加速度g回答下列問(wèn)題：
（1）滑塊通過(guò)光電門的速度v=$\frac{L}{{t}_{1}^{\;}}$
（2）滑塊動(dòng)能的變化量△Ek=$\frac{1}{2}m\frac{{L}_{\;}^{2}}{{t}_{1}^{2}}$
（3）滑塊克服摩擦力做的功Wf=mgH
（4）合力對(duì)滑塊做的功W合=mg${h}_{1}^{\;}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

2．某同學(xué)用若干橡皮筋牽引實(shí)驗(yàn)小車做功的方案探究功與速度變化的關(guān)系，獲得下圖所示的紙帶．請(qǐng)根據(jù)圖1信息，計(jì)算該方案所需的速度v=0.500m/s．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

19．如圖所示，K是粒子發(fā)生器，D1、D2、D3是三塊擋板，通過(guò)傳感器可控制它們定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉，D1、D2的間距為L(zhǎng)，D2、D3的間距為$\frac{L}{2}$．在以O(shè)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系Oxy中有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸和直線MN是它的左、右邊界，且MN平行于y軸．現(xiàn)開(kāi)啟擋板D1、D3，粒子發(fā)生器僅在t=0時(shí)刻沿x軸正方向發(fā)射各種速率的粒子，D2僅在t=nT（n=0，1，2…，T為周期）時(shí)刻開(kāi)啟，在t=5T時(shí)刻，再關(guān)閉擋板D3，使粒子無(wú)法進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域．已知擋板的厚度不計(jì)，粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q（q大于0），不計(jì)粒子的重力，不計(jì)粒子間的相互作用，整個(gè)裝置都放在真空中．
（1）求能夠進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子的速度大��；
（2）已知從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)中速度最小的粒子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為（0，2）的P點(diǎn)，應(yīng)將磁場(chǎng)邊界MN在Oxy平面內(nèi)如何平移，才能使從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)中速度最大的粒子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為（$3\sqrt{3}$，6 ）的Q點(diǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

20．如圖所示為真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，a、b分別是其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，其中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ea=E0，b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小Eb=3E0，且Ea、Eb間的夾角大于90°，方向如圖所示．一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場(chǎng)中由a運(yùn)動(dòng)到b，則（　�。�
A．a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra：rb=3：1
B．a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離之比ra：rb=$\sqrt{3}$：1
C．a、b兩點(diǎn)處的電勢(shì)的大小關(guān)系為φa＞φb
D．在把檢驗(yàn)電荷q沿直線從a移到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功

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同步練習(xí)冊(cè)答案