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    8．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图1所示．已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.8g，所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz．其实验步骤是：
    A．按图中所示安装好实验装置；
    B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
    C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
    D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
    E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
    回答以下问题：
    ①按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”））．
    ②实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2．
    ③某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
    次  数12345
    砝码盘中砝
    码的重力F/N    		0.100.200.290.390.49
    小车的加速度a/m•s-20.881.441.842.382.89
    他根据表中的数据画出a-F图象（如图3）．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是未计入砝码盘的重力，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，其大小是0.08N．

    分析 ①根据小车做匀速运动列出方程，对合外力进行分析即可求解；②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据逐差法求解加速度；
    ②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据逐差法求加速度；
    ③由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，通过对小车受力分析即可求解；

    解答 解：①当物体小车匀速下滑时有$mgsinθ=f+（m+{m}_{0}^{\;}）g$
    当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为$（m+{m}_{0}^{\;}）g$，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，
    故答案为：否
    ②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移之差为常数，即$△x=a{T}_{\;}^{2}$
    由纸带知$（7.75+8.64）×1{0}_{\;}^{-2}-（6.00+6.87）×1{0}_{\;}^{-2}$=$4a×0．{1}_{\;}^{2}$
    解得：$a=0.88m/{s}_{\;}^{2}$ 
    ③由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力，根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，横坐标一格表示0.02N，所以交点的大小为0.08N
    故答案为：①否        ②0.88        ③未计入砝码盘的重力        砝码盘的重力大小       0.08N

    点评 解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解决物理问题的能力．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    4．香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉，在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱，将站在冲浪板上的米老鼠模型托起，稳定地悬停在空中，伴随着音乐旋律，米老鼠模型能够上下运动，引人驻足，如图所示．这一景观可做如下简化，水柱从横截面积为S0的鲸鱼背部喷口持续以速度v0竖直向上喷出，设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同，冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积，保证所有水都能喷到冲浪板的底部．水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计，冲击冲浪板后，水在竖直方向的速度立即变为零，在水平方向朝四周均匀散开．已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计，喷水的功率定义为单位时间内喷口喷出的水的动能．
    （1）求喷泉喷水的功率P；
    （2）试计算米老鼠模型在空中悬停时离喷口的高度h；
    （3）实际上，当我们仔细观察时，发现喷出的水柱在空中上升阶段并不是粗细均匀的，而是在竖直方向上一头粗、一头细．请你说明上升阶段的水柱是上端较粗还是下端较粗，并说明水柱呈现该形态的原因．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．利用图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV，RV约为300Ω．某同学的实验步骤如下：
    ①按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；
    ②闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满偏刻度；
    ②保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R0的
    ③阻值大小，使电压表的指针指到满偏刻度的一半；读出此时电阻箱R0的阻值，即等于电压表内阻RV．
    实验室所提供的器材除待测电压表、电阻箱（最大阻值999.9Ω）、电池（电动势约1.5V，
    内阻可忽略不计）、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：
    A．滑动变阻器（最大阻值150Ω）；        
    B．滑动变阻器（最大阻值50Ω）．
    根据以上设计的实验方法，回答下列问题：
    （1）为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R应选用B．（填序号）
    （2）对于上述测量方法，从实验原理分析可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压
    表内阻的测量值R测大于（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值RV；且在其
    他条件不变的情况下，若R越大，其测量值R测的误差就越小（填“大”或“小”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：
    （1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示?
    实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m（1/kg）
    10.200.785.00
    20.400.382.50
    30.600.251.67
    40.800.201.25
    51.000.161.00
    ①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象?
    ②由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比?
    ③物体受到的合力大约为0.15N?（结果保留两位有效数字）
    （2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2.0kg．（保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．探究加速度与力的关系装置如图所示，带滑轮的长木板水平放置，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和沙桶连接，细线与桌面平行．将木块放在靠近打点计时器的一端，缓慢向沙桶中添加细沙，直到木块开始运动，记下木块运动后弹簧秤的示数F，通过纸带求出木块运动的加速度a．将木块放回原处，向沙桶中添加适量细沙，释放木块获取多组a、F数据．

    （1）关于该实验的操作，以下说法正确的是AB
    A．实验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放木块
    B．通过缓慢添加细沙，可以方便地获取多组实验数据
    C．每次添加细沙后，需测出沙及沙桶的质量
    D．实验过程要确保沙及沙桶的质量远小于木块的质量
    （2）某同学根据实验数据做出了两个a-F图象如图2所示，正确的是B；由图象可知，木块所受的滑动摩擦力大小大小为$2{F}_{0}^{\;}$；若要作出木块的加速度与合力的关系，需要对图象进行修正．修正后的横坐标F合应该等于2F$-2{F}_{0}^{\;}$（用F、F0表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．

    （1）图线①是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）；要想使得该图线过原点应减小轨道的倾角（填“增大”或“减小”）
    （2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0.5kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=0.2．（g=10m/s2）
    （3）实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件？否．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．物理学中研究问题有多种方法，有关研究问题的方法叙述错误的是（　　）
    A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想
    B．卡文迪许扭称实验采用放大的思想测出了引力常量
    C．根据速度的定义式，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法
    D．探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，采用了控制变量的研究方法

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    17．一只量程为1V，内阻Rv约900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现要测量它的内阻，并对它进行校对．实验室提供了以下可供选择的器材：
    A．待测电压表
    B．标准电压表（量程1V）
    C．滑动变阻器：最大阻值1000Ω，额定电流0.1A
    D．滑动变阻器：最大阻值10Ω，额定电流1A
    E．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω
    F．电阻箱：最大阻值99.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω
    G．电池组：电动势为3V，内阻约1Ω
    另外还有导线、开关若干．
    （1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图甲、乙所示．要使测量较精确，应选择乙电路．在仪器的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表之外，还应从提供的器材中选择DE（用器材前的序号字母表示）．用上述方法测出电压表内阻的测量值RV大于（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻真实值．

    （2）在对该电压表进行校对时，这位同学已经选好了实验器材，如图丁所示．若要求对电压表的每一个刻度都要进行校对，请你画出该实验的原理电路图，并将这些器材连接成测量电路，最后在滑动变阻器上方标出所选器材的序号字母．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    18．如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一个带正电的点电荷A，其电荷量Q=1.8×10-7C；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上．将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系．点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅰ所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线，求：（静电力常量k=9×109N•m/C2）
    （1）小球B所带电量q；
    （2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；
    （3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U；
    （4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可运动到x=0.4m．做小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？

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