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    4．如图甲所示是某同学探宄加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连（力传感器可测得细线上的拉力大小），力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

    （1）该同学用50分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=2.10mm
    （2）下列不必要的一项实验要求是D
    A．将气垫导轨调节水平
    B．使A位置与光电门间的距离适当大些
    C．使细线与气垫导轨平行
    D．使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
    （3）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，测量出滑块在A位置时遮光条到光电门的距离x，则滑块的加速度a=$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
    （4）为探究滑块的加速度与力的关系，改变钩码质量．测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点要作出它们的线性关系图象，处理数据时纵轴为F，横轴应为D
    A．t    B．t2    C．$\frac{1}{t}$   D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

    分析 （1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；
    （2）用细线拉力表示合力，要考虑摩擦力的影响；
    （3）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式解答；
    （4）结合牛顿第二定律求出表达式分析即可．

    解答 解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+5×0.02mm=2.10mm；
    （2）A、应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故A必要；
    B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B必要；
    C、要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故C必要；
    D、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故D不必要；
    本题选不必要的，故选：D
    （3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as，v=$\frac{d}{t}$，
    解得：a=$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$
    （4）根据牛顿第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
    则$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}=\frac{F}{M}$，即F=$\frac{{Md}^{2}}{2x}•\frac{1}{{t}^{2}}$
    所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$图象．
    故选：D
    故答案为：（1）2.10；（2）D；（3）$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$；（4）D

    点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图所示电路，电源电动势E=3V，内阻r=0.6Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，求流过电源的电流，路端电压．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．下列做法属于防止静电产生危害的是（　　）
    A．在高大的烟囱中安装静电除尘器
    B．小汽车顶上装有一根露在外面的小天线
    C．在高大的建筑物顶端装上避雷针
    D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．如图所示，MN是固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径为R，其末端N与水平传送带衔接，传送带以一定的速度逆时针匀速运动，NP间长度为L，如果一物块质量为m，从圆弧轨道上高度为h处无初速释放，物块与传送带间的动摩擦因素为μ，求：
    （1）物块运动到N点时对轨道的压力大小；
    （2）如果已知L=5m，μ=0.2，取g=10m/s2，要使物块从圆弧轨道上释放后，能从传送带右端滑出，h应满足的条件．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．某同学验证物体质量一定时加速度与合力的关系，实验装置如图1所示．主要思路是，通过改变悬挂小钩码的质量，改变小车所受拉力，并测得小车的加速度．将每组数据在坐标纸上描点、画线，观察图线特点．

    （1）实验中应该满足：钩码的质量m和小车质量M的关系：M＞＞m．
    （2）如图2所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔T=0.1s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm．为了尽量减小误差，则用T、x1、x2…x6表示小车加速度大小a=$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$．计算得加速度大小a=0.64m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
    （3）经过6次实验，获得了6组对应的小车所受合力F、小车加速度a的数据，在坐标纸上描点、画线，得到如图3所示的a-F图线．发现图线不过原点，经排查发现：并非人为的偶然误差所致，那么你认为出现这种结果的原因可能是小车前进过程中受到滑动摩擦力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．阅读以下信息：
    ①2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心发射，经过19分钟的飞行后，火箭把“嫦娥三号”送入近地点高度210千米、远地点高度约36.8万千米的地月转移轨道．“嫦娥三号”奔月的近似轨迹如图所示．
    ②经过地月转移轨道上的长途飞行后，“嫦娥三号”在距月面高度约100千米处成功变轨，进入环月圆轨道．在该轨道上运行了约4天后，再次成功变轨，进入近月点高度15千米、远月点高度100千米的椭圆轨道．
    ③2013年12月14日晚21时，随着首次应用于中国航天器的空间变推力发动机开机，沿椭圆轨道通过近月点的“嫦娥三号”从每秒钟1.7千米的速度实施动力下降．
    ④2013年12月14日21时11分，“嫦娥三号”成功实施软着陆．
    ⑤开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即$\frac{{a}^{3}}{{T}^{2}}$=k，k是一个对所有行星都相同的常量．该定律适用于一切具有中心天体的引力系统．
    ⑥月球的质量M=7.35×1022kg，半径R=1.74×103km；月球绕地球运行的轨道半长轴a0=3.82×105km，月球绕地球运动的周期T0=27.3d（d表示天）；质量为m的物体在距离月球球心r处具有的引力势能EP=-G$\frac{Mm}{r}$，引力常量
    G=6.67×10-11N•m2/kg2；地球的半径R0=6.37×103km．
    根据以上信息，请估算：
    （1）“嫦娥三号”在100km环月圆轨道上运行时的速率v；
    （2）“嫦娥三号”在椭圆轨道上通过远月点时的速率v远．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．
    （1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间（遮光条的遮光时间）分别为△t1、△t2：；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块经过光电门l时的速度表达式v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$；经过光电门2时的速度表达式v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$，滑块加速度的表达式a=$\frac{{（\frac{d}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{d}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$．（以上表达式均用已知字母表示）．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为8.15mm．

    （2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h”的正确操作方法是BC．
    A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
    B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变．
    C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
    D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．

    （1）所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需CD（填字母代号）中的器材．
    A．直流电源         B．天平及砝码      C．4-6V交流电源     D．毫米刻度尺
    （2）实验中得到的一条纸带如图2所示，图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为2.00cm；物体在打下点D时的速度大小为1.4825m/s．物体的加速度大小为9.625m/s2．该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．利用如图所示的实验电路可以测量电源的电动势和内电阻，其中R0是一个定值电阻，R是一电阻箱，在闭合开关S前应使电阻箱的阻值达到最大值，闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，测出R两端的电压U．
    （1）某同学根据实验数据在建立好的坐标系中画出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象，测得的图象是一条斜率为k，与纵轴的截距为b的直线，则电源的电动势E=$\frac{1}{b}$，内电阻r=$\frac{k}{b}$-R0．（用k、b、R0表示）
    （2）用此电路测得的电动势与实际值相比偏小，测得的内电阻与实际值相比偏小．（均填“偏大”“偏小”或“不变”）

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