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    (10分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．

    ⑴该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是          ；

    ⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量         ，若上述测量的量用石表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a＝         ；

    ⑶某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像．

    ⑷由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是                ．

     

    【答案】

     ⑴用砂和砂桶的总重力mg表示了小车所受的合外力；⑵两光电门之间的距离s，a＝(或小车通过两光电门的时间t，a＝)；⑶图略，见解析；⑷木板倾角太小(或平衡摩擦不足)

    【解析】

    试题分析：⑴由于细线不可伸长，因此砂和砂桶与小车具有了相同大小的加速度，根据牛顿第二定律有：mg＝(M＋m)a，解得：a＝＝，因此只有当M>>m时，a≈，即用砂和砂桶的总重力mg表示了小车所受的合外力

    ⑵小车通过两光电门的速度分别为：v1＝，v2＝，因此还需知道小车通过两光电门的位移，即两光电门之间的距离s，根据匀变速直线运动规律有：2as＝－，联立以上各式解得：a＝

    或者，还需知道小车通过两光电门的时间t，根据匀变速直线运动规律有：v2＝v1＋at，联立以上各式解得：a＝

    ⑶根据描点作图的原则，对照表格数据，作出a-F图象如下图所示；

    ⑷由图象可知，图线不过坐标原点，存在横截距，即施加一定的外力后，小车加速度仍然为零，因此该误差产生的原因是木板倾角太小(或平衡摩擦不足)

    考点：本题主要考查了“探究物体的加速度与合外力、质量关系”的实验问题，属于中档题。

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    和打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图乙所示的装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，此外，在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块d从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10-2s和1.0×10-2s，小滑块d的宽度为0.5cm．
    （1）滑块通过光电门1的速度v1=
    0.2
    0.2
    m/s，滑块通过光电门2的速度v2=
    0.5
    0.5
    m/s．
    （2）已知当地的重力加速度为g，v1、v2和两个光电门之间的距离L已知，用提供的米尺测出P点到桌面高度h，重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a，动摩擦因数的表达式μ=
    h
    a
    （
    (
    v
    2
    2
    -v
    2
    1
    )
    		a2+h2
    2Lga
    h
    a
    （
    (
    v
    2
    2
    -v
    2
    1
    )
    		a2+h2
    2Lga
    （用字母表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）如图1所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知
    BD
    BD
    ．
    A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大
    B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小
    C．纸带甲的加速度比乙的大
    D．纸带甲的加速度比乙的小
    （2）有一种新式游标卡尺，游标尺的刻度与传统的旧式游标尺明显不同，旧式游标尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格，新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份、39mm等分成20份、99mm等分成50份．
    ①以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，它的精度是
    0.05mm
    0.05mm
    mm．
    ②用新式游标卡尺测量某一物体的厚度，测量时游标的示数如图2所示，其读数是
    31.25mm
    31.25mm
    mm．
    （3）某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图3，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色胶带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量）

    （1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi=
    d
    △ti
    求出的，请将表格中数据填写完整．
    （2）通过实验得出的结论是：
    在误差允许的范围内，物体机械能守恒
    在误差允许的范围内，物体机械能守恒
    ．
    △ti
    （10-3s）    		 vi=
    d
    △ti

    （m?s-1）    		 △Eki=
    1
    2
    Mvi2-
    1
    2
    Mv12    		 △hi
    （m）    		 Mg△hi
    1 1.21 3.13
    2 1.15 3.31 0.58M 0.06 0.58M
    3 1.00 3.78 2.24M 0.23 2.25M
    4 0.95 4.00 3.10M 0.32 3.14M
    5 0.90 0.41
    （3）根据该实验请你判断下列△Ek-△h图象中正确的是
    C
    C

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    光电计时器是一种常见计时仪器，其结构如图（1）所示，a、b分别是光电门的激光发射和接受装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现在某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1=3×10-2s，t2=5×10-2s，从光电门1到光电门2所经历的时间t=0.11s，用分度值为1mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图（2）所示（计算结果保留两位小数）．
    （1）读出滑块的长度是
    3.30
    3.30
    cm．
    （2）滑块通过光电门的速度v1、v2分别是多大？
    （3）求滑块的加速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其面板结构如图1甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收的装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可显示物体的挡光时间，现用图乙所示装置做“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验，图1乙中1为小钢球，2和3是固定在铁架台适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让小钢球从两个光电门正上方某高度处自由落下，光电门2和3各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s用游标卡尺测量小钢球的直径d，此时卡尺游标部分如图丙所示．
    ①读出小球的直径d=
    5.015
    5.015
    cm．
    ②小钢球通过光电门2中心的速度v1=
    1.0
    1.0
    m/s，小钢球通过光电门3中心的速度v2=
    2.5
    2.5
    m/s．（保留两位有效数字）
    ③为子验证机械能守恒定律，除了计算小钢球通过光电门的速度外，还需要用工具直接测量的物理量有
    C
    C
    （选填下列选项）
    A．小钢球的质量  B．重力加速度  C．光电门2中心到3中心的高度  D．小钢球通过光电门2中心到3中心的时间

    （2）现要求用下列提供的器材测量一节干电池的电动势E．干电池（电动势约为1.5V，内阻末知）电流表（量程为30mA，内阻约为10Ω）阻值为30Ω和40Ω的定值电阻各一个开关S1、S2，导线若干
    ①根据所给器材，在图2的两个电路原理图中，应选择图
    甲
    甲
    ．（填“甲”或“乙”）
    ②在所选择的电路中原理图中，R1应选择阻值为
    40
    40
    Ω的定值电阻．
    ③若在用所选择的电路原理图测量中，闭合开关S1、S2时，电流表的读数如图2丙所示，闭合开关S1、断开S2时，电流表的读数如图2丁所示，则待测干电池的电动势E=
    1.44
    1.44
    V（保留三位有效数字）．

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