16．兩輛相同的小車(chē)并排放在兩相同的直軌道上，如圖1所示，左側(cè)小盤(pán)里分別放有不同質(zhì)量的砂子．實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通接線(xiàn)板的電源使兩打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同時(shí)開(kāi)始打點(diǎn)，然后同時(shí)釋放兩輛小車(chē)，當(dāng)其中一輛小車(chē)快接近導(dǎo)軌末端時(shí)，斷開(kāi)接線(xiàn)板的電源，兩打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同時(shí)停止工作．

圖2為某次實(shí)驗(yàn)得到的兩條紙帶，紙帶上的O點(diǎn)、E點(diǎn)分別為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源和斷開(kāi)電源時(shí)打下的點(diǎn)，它們之間的距離分別為：①號(hào)紙帶OE=42.40cm、②號(hào)紙帶OE=63.40cm．紙帶上的0、1、2、3、4、5、6為所選取的測(cè)量點(diǎn)（相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出），兩相鄰測(cè)量點(diǎn)間的距離如圖2所示，單位為cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz．
（1）①利用此裝置，研究質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系，是否必須求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度的確切值？否（選填“是”或“否”），若是，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶求出加速度的值，若否，請(qǐng)說(shuō)明理由．因兩打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同時(shí)開(kāi)始、停止工作，故兩小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，可以用紙帶上打點(diǎn)的總位移大小之比表示加速度大小之比，根據(jù)圖2的兩條紙帶，求出①號(hào)紙帶和②號(hào)紙帶對(duì)應(yīng)的加速度值之比為212：317．
②物體速度可以通過(guò)打出的紙帶求出，任選上述其中一條紙帶，求出測(cè)量點(diǎn)5的速度v5=0.24或0.30m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）利用此裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是BD．
A．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車(chē)和滑軌間的摩擦阻力的影響
B．用此裝置“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車(chē)的細(xì)線(xiàn)與滑軌平行
C．用此裝置“探究小車(chē)加速度a與力F的關(guān)系”每次改變砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力
D．用此裝置“探究小車(chē)加速度a與力F的關(guān)系”應(yīng)使小盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

分析 （1）①小車(chē)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)合位移時(shí)間關(guān)系公式分析即可；②勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
（2）采用倍增法使功成倍增加時(shí)，如果改變位移，保證力恒定即可；如果改變拉力，使拉力成倍增加即可．

解答 解：（1）小車(chē)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)合位移時(shí)間關(guān)系公式，有：$\frac{{S}_{1}}{{S}_{2}}=\frac{\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}}{\frac{1}{2}{a}_{2}{{t}_{2}}^{2}}$=$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{42.40}{63.40}=\frac{212}{317}$；
故不需要求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度的確切值；
理由：因兩打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同時(shí)開(kāi)始、停止工作，故兩小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，可以用紙帶上打點(diǎn)的總位移大小之比表示加速度大小之比；
（2）①勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
對(duì)于第一條紙帶，有：${v}_{5}=\frac{（2.34+2.54）×0.01m}{2×0.1s}=0.24m/s$
對(duì)于第二條紙帶，有：${v}_{5}=\frac{（2.87+3.17）×0.01m}{2×0.1s}=0.30m/s$
②A、B、采用倍增法使功成倍增加，通過(guò)改變小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)改變外力做功時(shí)，根據(jù)W=Fx，由于合力恒定，故不需要平衡摩擦力，也不需要保證M遠(yuǎn)大于m，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、D、采用倍增法使功成倍增加，通過(guò)改變小車(chē)上砝碼的質(zhì)量來(lái)改變外力做功時(shí)，根據(jù)W=Fx，采用mg來(lái)表示拉力F；如果把（M+m）作為整體來(lái)研究動(dòng)能定理，就不需要必須滿(mǎn)足M遠(yuǎn)大于m；當(dāng)然，如果對(duì)小車(chē)M進(jìn)行動(dòng)能定理研究，肯定要滿(mǎn)足M遠(yuǎn)大于m；故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：BD．
故答案為：
（1）①否；因兩打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同時(shí)開(kāi)始、停止工作，故兩小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，可以用紙帶上打點(diǎn)的總位移大小之比表示加速度大小之比；212：317；
②0.24或0.30；（2）BD．

點(diǎn)評(píng) 點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度之比和瞬時(shí)速度大小，要明確實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（所用交流電的頻率為50Hz），得到如圖所示的紙帶．圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，下列表述正確的是（　�。� 
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源
B．（S6-S1）等于（S2-S1）的6倍
C．從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率
D．相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

7．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，其中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟分別是
A．在水平放置的方板上固定一張白紙，用圖釘橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩繩套，通過(guò)細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)（彈簧測(cè)力計(jì)與方木板平面平行）互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)，在白紙上用鉛筆記下O的位置并讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2
B．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)相同，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F并記下細(xì)繩的方向
請(qǐng)指出以上步驟中的錯(cuò)誤或疏漏：A中未記下兩條細(xì)繩的方向；B中應(yīng)將橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到原來(lái)的位置O點(diǎn)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

4．如圖所示是一種折射率n=l.5的棱鏡，用于某種光學(xué)儀器中，現(xiàn)有一束光線(xiàn)沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小i，sini=$\frac{3}{4}$．求：
（1）光在棱鏡中傳播的速率；
（2）此束光線(xiàn)射出棱鏡后的方向，要求作出光路圖．（不考慮返回到AB面上的光線(xiàn)）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

11．物理課上，教師做了一個(gè)奇妙的“電磁阻尼”實(shí)驗(yàn)．如圖所示，A是由銅片和絕緣細(xì)桿組成的擺，其擺動(dòng)平面通過(guò)電磁鐵的兩極之間，當(dāng)繞在電磁鐵上的線(xiàn)圈未通電時(shí)，銅片可自由擺動(dòng)，要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)停下來(lái)．當(dāng)線(xiàn)圈通電時(shí)，銅片迅速停止擺動(dòng)．某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)，他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，均沒(méi)出現(xiàn)迅速停止擺動(dòng)的現(xiàn)象．對(duì)比老師的演示實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是（　�。�
A．電源的電壓過(guò)高B．所選線(xiàn)圈的匝數(shù)過(guò)多
C．線(xiàn)圈接在了交流電源上D．擺的材料與老師的不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

1．如圖所示，m1、m2的質(zhì)量相同．手托m2使他們都處于靜止，并讓他們處于同一水平面上．先由靜止放手后，m1與m2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（滑輪重量與摩擦不計(jì)）．當(dāng)他們的高度相差3m時(shí)，m1與m2的速度分別是v1=2m/s，v2=4m．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

8．如圖：一光滑固定的斜面傾角為30°，一物體靜止在垂直斜面的擋板處，受到一個(gè)沿斜面向上的拉力F作用，下面給出了拉力F隨時(shí)間t變化圖象和物體速度v隨時(shí)間t變化圖象，重力加速度取10m/s2，根據(jù)圖象信息計(jì)算相關(guān)物理量，其中正確的是（　�。�
A．物體質(zhì)量是0.5kg
B．在4秒內(nèi)，物體所受合力的功是6J
C．在4秒內(nèi)，物體增加的機(jī)械能是6J
D．在t=1s時(shí)，擋板對(duì)物體的作用力是1.5N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．一個(gè)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)，氫原子吸收光子，能量增加
B．原子核${\;}_{90}^{232}Th$經(jīng)過(guò)6次α衰變和4次β衰變后成為原子核${\;}_{82}^{208}Pb$
C．世界上現(xiàn)在運(yùn)行的核電站核反應(yīng)有重核裂變和輕核聚變兩種
D．β射線(xiàn)和光電效應(yīng)中逸出的電子都是原子核衰變產(chǎn)生的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

6．現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓2.5V、額定功率約0.7W的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)．
①為了測(cè)量的電壓能從零開(kāi)始，測(cè)量誤差較小，請(qǐng)?jiān)趫D甲中連好實(shí)物電路圖．
②合上開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的左端（填“左端”或“右端”）．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描繪出的U-I圖象如圖乙所示，由圖可知，當(dāng)燈泡的電壓為1.80V時(shí)，小燈絲電阻為7.2Ω，小燈泡的功率為0.45 w（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

④由圖乙可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系，符合該關(guān)系的圖象是圖丙中的D．

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