7．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車（包含發(fā)射器）和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g．

（1）下列說(shuō)法正確的是D．
A．每次在小車上加減砝碼時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測(cè)得F=m1g，作出a-F圖象，他可能作出圖2中丙 （選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C．
A．小車與軌道之間存在摩擦          B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大        D．所用小車的質(zhì)量太大
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測(cè)量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象，如圖3．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$，鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$．

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于托盤（及砝碼）的質(zhì)量時(shí)，繩子的拉力才等于小桶（及砝碼）的重力；
（2）如果沒(méi)有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．得出圖象彎曲的原因是：未滿足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，列出小車的滑動(dòng)摩擦力大小，然后結(jié)合圖象的斜率與截距，可以得出結(jié)論．

解答 解：（1）A、小車與長(zhǎng)木板間的粗糙情況與小車質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，每次改變小車質(zhì)量，不需重新平衡摩擦力，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車，故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}$，則繩子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{1}{m}_{2}g}{{m}_{1}+{m}_{2}}=\frac{{m}_{1}g}{1+\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}}$，則m2應(yīng)遠(yuǎn)大于m1，故C錯(cuò)誤．
D、由牛頓第二定律可知a=$\frac{1}{{m}_{2}}$F，當(dāng)F一定時(shí)，a與$\frac{1}{{m}_{2}}$成正比，所以作出a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象，故D正確．
故選：D
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為丙．
當(dāng)不滿足m1＜＜m2時(shí)，隨m1的增大物體的加速度a逐漸減小，故圖象彎曲的原因是：所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，不滿足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．故C正確．
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，m1g-μm2g=m2a；
結(jié)合$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象，可得：$\frac{1}{{m}_{2}}=\frac{μ}{{m}_{1}}+\frac{1}{{m}_{1}g}a$
設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，
因此鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$，
小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$．
故答案為：（1）D；（2）丙；C；（3）$\frac{gk}$；$\frac{1}{gk}$

點(diǎn)評(píng) 會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶（及砝碼）的質(zhì)量m，且會(huì)根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差，同時(shí)掌握由牛頓第二定律列出方程，與圖象的斜率與截距綜合求解的方法．

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

17．如圖所示電路中，R為一滑動(dòng)變阻器，P為滑片，若將滑片向下滑動(dòng)，則在滑動(dòng)過(guò)程中，下列判斷錯(cuò)誤的是（　�。�
A．R上消耗功率一定逐漸變小B．燈泡L2一定逐漸變暗
C．電源效率一定逐漸減小D．電源內(nèi)電路消耗功率一定逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

18．現(xiàn)在我們要研究有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)弱的問(wèn)題：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度：我們知道，磁體周圍存在磁場(chǎng)；同樣，帶電體周圍存在電場(chǎng)，我們用電場(chǎng)強(qiáng)度E表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱．在電場(chǎng)中各點(diǎn)E 的大小一般是不同的，E越大，表示該點(diǎn)電場(chǎng)越強(qiáng)．不同點(diǎn)E的方向也一般不同．若一個(gè)小球帶的電量為q，則與其距離為r的A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=k$\frac{q}{{r}^{2}}$（k為常數(shù)），這說(shuō)明距離帶電體越遠(yuǎn)，電場(chǎng)越弱．
（2）環(huán)形帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度：
如圖所示，有一個(gè)帶電均勻的圓環(huán)，已知圓環(huán)的半徑為 R，所帶的總電量為Q．過(guò)圓環(huán)中心O點(diǎn)作一垂直于圓環(huán)平面的直線，那么在此直線上與環(huán)心相距為x的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度EP的表達(dá)式是怎樣的呢？某同學(xué)首先把圃環(huán)均勻分割為許多等份，每一等份的圓弧長(zhǎng)度為△l，則每一等份的電量為$\frac{Q•△l}{2πR}$；每一等份可以看作一個(gè)帶電小球，則每一等份在P點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1=$\frac{kQ•△l}{2πR（{R}^{2}+{x}^{2}）}$；E1沿著OP 方向的分量E1x=E1cos∠E1PE1x=$\frac{kQx•△l}{2πR（{R}^{2}+{x}^{2}）^{\frac{3}{2}}}$．
EP的大小等于圓環(huán)上所有等份的E1x大小之和，即EP=$\frac{kxQ}{（{R}^{2}+{x}^{2}）^{\frac{3}{2}}}$．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

15．如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧絕緣軌道固定在豎直面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里．一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的小球由軌道左端A無(wú)初速滑下，當(dāng)小球滑至軌道最低點(diǎn)C時(shí)，給小球再施加一始終水平向右的外力F，使小球能保持不變的速率滑過(guò)軌道右側(cè)的D點(diǎn)．若小球始終與軌道接觸，重力加速度值為g，則下列判斷正確的是（　�。�
A．小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qB$\sqrt{2gR}$
B．小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為3mg+qB$\sqrt{2gR}$
C．小球從C到D的過(guò)程中，外力F的大小保持不變
D．小球從C到D的過(guò)程中，外力F的功率逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

2．如圖，半徑為R的均勻帶正電薄球殼，其上有一小孔A．已知?dú)?nèi)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零；殼外空間的電場(chǎng)，與將球殼上的全部電荷集中于球心O時(shí)在殼外產(chǎn)生的電場(chǎng)一樣．一帶正電的試探電荷（不計(jì)重力）從球心以初動(dòng)能Ek0沿OA方向射出．下列關(guān)于試探電荷的動(dòng)能Ek與離開(kāi)球心的距離r的關(guān)系圖線，可能正確的是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．如圖甲所示的光電門傳感器是測(cè)定物體通過(guò)光電門的時(shí)間的儀器．其原理是發(fā)射端發(fā)出一束很細(xì)的紅外線到接收端，當(dāng)固定在運(yùn)動(dòng)物體上的一個(gè)已知寬度為d的擋光板通過(guò)光電門擋住紅外線時(shí)，和它連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器可記下?lián)豕獾臅r(shí)間△t，則可以求出運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大�。�

（1）為了減小測(cè)量瞬時(shí)速度的誤差，應(yīng)選擇寬度比較窄 （選填“寬”或“窄”）的擋光板．
（2）如圖乙是某同學(xué)利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車，小車每次都從同一位置A點(diǎn)靜止釋放．
①如圖丙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光板的寬度d=7.40 mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖乙A點(diǎn)靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器記下?lián)豕獍逋ㄟ^(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間間隔△t=0.02s，則小車通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大小為0.37m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②實(shí)驗(yàn)中設(shè)小車的質(zhì)量為m1，重物的質(zhì)量為m2，則在m1與m2滿足關(guān)系式m1＞＞m2時(shí)可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小與重物的重力大小相等；
③測(cè)出多組重物的質(zhì)量m2和對(duì)應(yīng)擋光板通過(guò)光電門的時(shí)間△t，并算出小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度v，通過(guò)描點(diǎn)作出兩物理量的線性關(guān)系圖象，可間接得出小車的加速度與力之間的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出v2-m2 圖象（選填“v2-m1”或“v2-m2”）；
④某同學(xué)在③中作出的線性關(guān)系圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖丁所示（圖中的m表示m1或m2，其可能的原因是操作過(guò)程中平衡摩擦力過(guò)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

19．為了減少因火力發(fā)電站中煤的燃燒對(duì)大氣的污染而大力發(fā)展水電站．某一水電發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)組的輸出電功率為9.8×104W，輸出電壓為350V，取g=9.8m/s2．
（1）若水流量為Q=2m3/s，發(fā)電機(jī)效率為80%，求水位的落差．
（2）若采用直接輸電，輸電線路的總電阻為0.4Ω，求輸電線路損耗的功率．
（3）為減少輸送功率損失，先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出，允許損失的功率為輸送功率的5%，所需電壓為220V，輸電線路的總電阻為4Ω，則升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

16．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．電荷、電流周圍一定都存在磁場(chǎng)
B．電場(chǎng)一定對(duì)電荷有力的作用
C．磁場(chǎng)一定對(duì)電荷有力的作用
D．磁極之間、電流之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

17．在直角坐標(biāo)系xOy中，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑為R的圓內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其中OD是圓的直徑，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電粒子，在第二象限中的A點(diǎn)，坐標(biāo)為A（-l，0.6R），由靜止開(kāi)始經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)加速，沿著與直徑OD平行的方向從P點(diǎn)（圖中未畫）進(jìn)人磁場(chǎng)，如圖所示，若帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是$\frac{πm}{2qB}$，粒子在AP間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）帶電粒子從A點(diǎn)到偏轉(zhuǎn)出磁場(chǎng)的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t．

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