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    3．如图甲所示为某同学探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时使用的实验装置示意图．

    （1）使用该装置通过正确的操作平衡摩擦力时，判断小车所受摩擦力已被平衡的依据是纸带上打出的点迹分布均匀（填“均匀”或“不均匀”）．
    （2）下列关于使用此装置进行实验的要求或做法不必要的是BD（填字母编号）．
    A．进行平衡摩擦力的操作时，提前取下砂和砂捅
    B．砂和砂桶的总质量远小于力传感器和小车的总质量
    C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
    D．通过增减木块上的砝码改变小车质量时，重新调节木板倾斜度
    （3）正确安装实验装置后，该同学通过改变细砂的质量控制力传感器的示数保持不变，得到如图乙所示的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量，纵坐标中的a为小车的加速度．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则力传感器的示数为$\frac{1}{k}$，小车与力传感器的总质量为$\frac{b}{k}$．

    分析 （1）平衡摩擦力后小车做匀速直线运动，纸带上打出的点迹均匀．
    （2）平衡摩擦力时要取下砂和沙桶；应调节滑轮使细线与木板平行；平衡摩擦力后在实验过程中不需要再平衡摩擦力．
    （3）应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后分析答题．

    解答 解：（1）正确平衡摩擦力时，如果纸带上打出的点迹分布均匀，则小车所受摩擦力已被平衡．
    （2）A、进行平衡摩擦力的操作时，提前取下砂和砂捅，故A正确；
    B、小车受到的拉力可以用测力计测出，不需要满足砂和砂桶的总质量远小于力传感器和小车的总质量，故B错误；
    C、调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故C正确；
    D、通过增减木块上的砝码改变小车质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D错误；
    本题选不正确的，故选：BD．
    （3）由牛顿第二定律得：F=（m+M）a，
    整理得：$\frac{1}{a}$=$\frac{1}{F}$m+$\frac{1}{F}$M，
    -m图象的斜率：k=$\frac{1}{F}$，截距：b=$\frac{1}{F}$M，
    解得：F=$\frac{1}{k}$，M=$\frac{b}{k}$；
    故答案为：（1）均匀；（2）BD；（3）$\frac{1}{k}$；$\frac{b}{k}$．

    点评 本题考查了平衡摩擦力的方法、实验注意事项、实验数据处理，知道实验原理与实验注意事项是解题的前提；遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    13．如图甲所示，在平行边界MN、PQ之间存在宽度为L的匀强电场，电场周期性变化的规律如图乙所示，取竖直向下为电场正方向；在平行边界MN、EF之间存在宽度为s、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅱ，在PQ右侧有宽度足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域I．在区域I中距PQ距离为L的A点，有一质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子以初速度v0沿竖直向上方向开始运动，以此作为计时起点，再经过一段时间粒子又恰好回到A点，如此循环，粒子循环运动一周，电场恰好变化一个周期，已知粒子离开区域I进入电场时，速度恰好与电场方向垂直，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6．
    （1）求区域I的磁场的磁感应强度大小B1．
    （2）若E0=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$，要实现上述循环，确定区域Ⅱ的磁场宽度s的最小值以及磁场的磁感应强度大小B2．
    （3）若E0=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$，要实现上述循环，求电场的变化周期T．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    14．“电场中等势线的描绘”实验装置如图7所示，在图中a．b．c．d．e五个基准点中电势最高的是a点，该实验所用的电源是直流（填直流或交流）电源，实验所用导电纸有导电材料的一面朝上．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g．

    （1）下列说法正确的是D．
    A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
    B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
    C．本实验m2应远小于m1-$\frac{1}{{m}_{2}}$
    D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a图象
    （2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a-F图象，他可能作出图2中丙（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C．
    A．小车与轨道之间存在摩擦
    B．导轨保持了水平状态
    C．砝码盘和砝码的总质量太大
    D．所用小车的质量太大
    （3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到$\frac{1}{{m}_{2}}$-a图象，如图3．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{b}{gk}$，钩码的质量m1=$\frac{1}{gk}$．
    （4）实验中打出的纸带如图4所示．相邻计数点间的时间是0.1s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是0.46m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    18．光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，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之间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示的装置设计一个“探究物体的加速度与合外力、质量的关系”的实验，图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的长木板，为了平衡小车与木板间摩擦，将木板C端垫高．将光电门固定在靠近木板滑轮一端的F点（与之连接的光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板上的E点由静止滑下，与光电门连接的计时器显示窄片K的挡光时间．

    （1）用游标卡尺测量窄片的宽度d，用米尺测量E、F两点间距为L，已知L＞＞d，与光电门连接的计时器显示的挡光时间为△t，则小车的加速度表达式a=$\frac{{d}^{2}}{2L（△t）^{2}}$（结果用所给字母表示）．
    （2）某同学在实验中保持小车质量M不变，改变砂与砂桶质量m，并将砂和砂桶的重力当做小车所受的合外力F，通过多次测量作出a-F图线，如图丙中实线所示．试分析图线不过坐标原点的原因是平衡摩擦力过度，图线上部明显偏离直线的原因是砂和砂桶的质量m不满足远小于小车的质量M．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．某同学用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

    （1）实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡小车运动中受到的摩擦阻力．
    （2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=1.0m/s2．（结果保留两位有效数字）
    （3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a-F关系图线，如图丙所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；曲线上部弯曲的原因未满足拉车的钩码质量远小于小车质量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．如图（甲）所示直线是电场中的一条电场线，A、B是该线上的两点．若将一负电荷从A点自由释放，负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图（乙）所示，则下列说法中正确的是（　　） 
    A．该电场是匀强电场
    B．A、B两点的电势相比一定φA＜φB
    C．A、B两点的场强大小相比一定EA＜EB
    D．该电荷在两点的电势能的大小相比一定εA＞εB

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，场强大小分别为E和2E．则（　　）
    A．A点场强方向一定沿直线向左B．A点的电势一定低于B点的电势
    C．该点电荷一定在A点的左侧D．该点电荷一定在A点的右侧

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某同学想要用电磁打点计时器测量物块做匀加速直线运动的加速度．已知实验室所用电源的频率为50Hz，电压为220V．物块运动过程中所得到的纸带的一部分如图所示，图中标出了五个连续点之间的距离．

    （1）实验中所需器材除了打点计时器、纸带、复写纸片、导线、小车，还需要的器材有低压交流电源、毫米刻度尺．
    （2）物块下滑时的加速度a=3.25m/s2，打C点时物块的速度v=1.79m/s．

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