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    11．某实验小组采用如图甲所示的装置研究“小车运动变化规律”．打点计时器工作频率为50Hz．实验的部分步骤如下：

    a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；
    b．在小车中放入砝码，带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
    c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；
    d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作．
    （1）设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为：a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$（用题中所给字母表示）；
    （2）如图丙是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v．请将C点对应的测量xC值和计算速度vC值填在下表中的相应位置．
    （3）实验小组通过绘制△v2-s图线来分析运动规律（其中△v2=v2-v02，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）．他们根据实验数据在图乙中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你图乙中标出计数点C对应的坐标点，并画出△v2-s图线．
    （4）实验小组绘制的△v2-s图线的斜率k=$\frac{2{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$（用题中所给字母表示），若发现该斜率大于理论值，其原因可能是木板的左侧垫的过高．
    计数点x/cms/cmv/（m•s-1）
    O1.000.30
    A2.341.340.38
    B4.043.040.46
    C6.005.000.54
    D8.337.330.61
    E10.909.900.70

    分析 （1）对整体受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度．
    （2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
    （3）在坐标系中描出对应点，然后作出图象．
    （4）根据实验原理与实验操作分析实验误差．

    解答 解：（1）对整体分析，小车的加速度a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$．
    （2）刻度尺的读数需要读到最小刻度的下一位，则C点对应的测量值xc=6.00cm，C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则${v}_{c}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（8.30-4.00）×1{0}^{-2}}{0.08}m/s≈0.54m/s$．
    （3）画出△v2-s图线：

    该图中计数点C对应的坐标为（5，0.20）．
    （4）由匀变速直线运动的速度位移公式可知${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}=2as$，
    △v2-s图象的斜率k=2a=$\frac{2{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$，斜率大于理论值，说明加速度a偏大，可能是平衡摩擦力时木板左端垫起的太高．
    故答案为：（1）$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$，
    （2）6.00，0.54，
    （3）如图所示．
    （4）$\frac{2{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$，木板的左侧垫的过高．

    点评 本题考查了求瞬时速度、作图象、实验误差分析等，要掌握匀变速直线运动的推论，这是求出瞬时速度的关键；要掌握描点法作图的方法；求出图象的函数表达式后再分析实验误差．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    1．实验室有一标有均与刻度但没有标示的电压表V1，通过测量可知其内阻r1=150kΩ，量程约为13V～16V．现小明为了精确地测量电压表V1的量程，选择的实验器材如下：
    A．量程为3V的标准电压表V2，内阻r2=30kΩ；
    B．量程为3A的电流表A，内阻r3=0.01Ω；
    C．滑动变阻器R，总阻值为1kΩ；
    D．电动势为20V的电源E，内阻可忽略不计；
    E．开关S、导线若干．
    要求方法简捷，尽可能减小误差，并能测出多组数据．
    （1）小明设计了图甲所示的三个测量电路，为了精确地测量电压表V1的量程，并且能完成多次测量，应选择电路图B．（填字母）

    （2）根据选择的最合适的电路，将图乙中的实物图用笔画线代替导线连接成完整的电路．

    （3）根据所选择的电路从其中的测量数据中选出一组来计算待测电压表V1的量程Um，则Um的关系式为${U}_{m}^{\;}$=$\frac{N{r}_{1}^{\;}}{{r}_{2}^{\;}{N}_{1}^{\;}}{U}_{2}^{\;}$，该关系式中各符号的物理意义分别为N为${V}_{1}^{\;}$的总格数，${N}_{1}^{\;}$为${V}_{1}^{\;}$的读出格数，${U}_{2}^{\;}$为${V}_{2}^{\;}$的读数，${r}_{1}^{\;}$为待测表内阻，${r}_{2}^{\;}$为${V}_{2}^{\;}$表内阻．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    2．某同学用如图1所示注射器验证玻意耳定律．实验开始时在如图所示的注射器中用橡皮帽封闭了一定质量的空气．则：

    （1）若注射器上全部刻度的容积为V，用刻度尺测得全部刻度长为L，则活塞的横截面积可表示为$\frac{V}{L}$；
    （2）测得活塞和框架的总质量是M，大气压强为P0，当注射器内气体处于某状态时，在框架左右两侧对称挂两个砝码，每个砝码质量为m，不计活塞与注射器管壁间摩擦，则稳定后注射器内气体的压强可表示为${P}_{0}+\frac{（M+2m）gL}{V}$；
    （3）如图2中是不同小组的甲、乙两同学在同一温度下做实验时得到的P-$\frac{1}{V}$图．若两人实验时操作均正确无误，且选取坐标标度相同，那么两图线斜率不同的主要原因是研究气体质量不同．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．用如图甲所示的装置来完成“探究功与速度变化的关系”实验，将细绳一端拴在小车上，跨过滑轮后，细绳另一端固定一小桶，在小桶呃逆放入砝码，牵引小车运动，并把小桶和砝码所受的总重力当做小车受到的拉力，探求拉力对小车做的功与小车获得的速度的关系，则：
    （1）下列说法正确的是BC
    A．本实验不需要平衡摩擦力，可以直接将长木板水平固定
    B．实验时应先不挂小桶，适当抬高长木板的左端，平衡小车受到的摩擦力
    C．实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车
    D．实验时应先释放小车，再接通打点计时器的电源
    （2）某次实验小桶和钩码的总质量为m，小车的质量为M，获得的纸带如图乙所示，图中1，2，3，4都为计数点，计数点2，3，4与点1间的距离分别为x1、x2、x3，相邻两计数点间的时间间隔为T．则：
    ①在打点计时器打“2”点时，小车运动的速度大小为$\frac{{x}_{2}}{2T}$；
    ②在打点计时器从打“2”点到打“3”点的过程中，外力对小车做的功为mg（x2-x1），小车动能的变化为$\frac{1}{2}M{（\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\frac{{x}_{2}}{2T}）}^{2}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．如图所示，某同学为验证动能定理设计了如图所示的实验，橡皮筋固定在桌子的右端，一质量为m的小车固定在橡皮筋上，小车在O位置时橡皮筋恰好处于原长，完全相同的橡皮筋条数可以更换，A位置为光电门，小车上挡板的宽度为D，OA间的距离为L，砝码与托盘的总质量为M，小车与桌面间的摩擦忽略不计．
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    （3）要验证动能定理，根据题意，应该做出什么样的图象C      
    A．L-t2 B．W-t2 C．W-$\frac{1}{{t}^{2}}$      D．L-$\frac{1}{{t}^{2}}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．如图所示，工作人员利用固定在岸边的电动机通过绳索牵引的方法将由于事故而被冲上冰面的皮筏艇拉回岸边，皮筏艇离水面的距离为L．已知皮筏艇在冰面滑行所受的阻力恒定，而在水中前进时受到的阻力与速度成正比，皮筏艇靠岸前已经达到匀速运动，若电动机的功率恒定不变，且牵引绳索始终保持水平，则下列说法中正确的是（　　）  
    A．L越大，则皮筏艇最后匀速的速度也越大
    B．皮筏艇在水中匀速运动的速度大小与L无关
    C．L越大，则皮筏艇在水中刚匀速的位置离岸越近
    D．若L足够大，则皮筏艇在水中刚匀速的位置与L无关

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．下列说法正确的是（　　）
    A．安培发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
    B．开普勒首先发现了行星运动规律；哈雷利用万有引力定律推算出彗星的回归周期
    C．库伦发现了点电荷的相互规律并提出了电场线；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
    D．富兰克林首先命名了正负电荷；奥斯特通过实验发现在磁场中转动的金属圆盘可以对外输出电流

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    （i）红光灯应该安装在水面下多深的位置？
    （ii）绿光灯应该安装在红光灯上方还是下方？两灯距离多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．一长L=0.5m、质量m=0.2kg的水平直导线通过绝缘细线悬挂在天花板上，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场B中．当导线中通以垂直于纸面向里大小为I=10A的电流，该导线静止时细线与竖直方向间的夹角θ=37°，如图所示．现保持磁感应强度的大小不变，让磁场方向在纸面内沿逆时针方向缓慢转过90°，取重力加速度g=10m/s2，已知sin37°=0.6，则下列说法中正确的有（　　）
    A．磁场未转动时，绝缘细线对通电导线的拉力大小为2.5N
    B．该磁场的磁感应强度大小为1.5T
    C．转动过程中绝缘细线与竖直方向的夹角先变大后变小
    D．转动过程中绝缘细线受到的拉力最小值为1.6N

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