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    5．某同学设计了一个实验来感受向心力．如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体20cm处标为点A，40cm处标为点B．将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时．
    步骤一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F1．
    步骤二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F2．
    步骤三：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动两周，体会此时绳子拉力的大小F3．
    （1）操作一中可以感受到细绳对手的拉力方向沿绳子向圆心；
    （2）如果在上述操作中突然松手，小物体将做匀速直线运动；
    （3）上述操作过程中，你能定性得到的结论是当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大．

    分析 （1）匀速圆周运动的向心力是合外力提供向心力，通过分析受力即知．
    （2）突然松手，小物体将做离心运动，结合物体的受力情况，分析其运动情况．
    （3）根据向心力公式F=mω2r，采用控制变量法，结合牛顿第二定律进行求解．

    解答 解：（1）小物体做匀速圆周运动时，竖直方向受到重力与支持力，二力平衡，向心力由绳子拉力提供，所以绳子对手拉力的方向沿绳子指向圆心．
    （2）在上述操作中突然松手，绳子的拉力突然消失，小物体将做匀速直线运动．
    （3）上述操作过程中，可以得出，当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大．
    故答案为：（1）沿绳子向圆心，（2）匀速直线；（3）当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大

    点评 本题关键选择向心力公式的恰当形式结合题意讨论，并掌握牛顿第二定律的应用，及控制变量法的思想．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    13．如图所示，两个长均为L的轻质杆，通过A、B、C上垂直纸面的转动轴与A、B、C三个物块相连，整体处于竖直面内．A、C为两个完全相同的小物块，B物块的质量与A小物块的质量之比为2：1，三个物块的大小都可忽略不计．A、C两物块分别带有+q、-q的电荷量，并置于绝缘水平面上，在水平面上方有水平向右的匀强电场，场强为E，物块间的库仑力不计．当AB、BC与水平面间的夹角均为53°时，整体恰好处于静止状态，一切摩擦均不计，并且在运动过程中无内能产生，重力加速度为g，（sin53°=0.8，cos53°=0.6），则B物块的质量为$\frac{8Eq}{3g}$；若将B物块略向下移动一些，并由静止释放，则B物块到达地面前瞬时速度的大小为$\sqrt{gL}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v?t图线如图（b）所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为己知量，则不可求出（　　）
    A．斜面的倾角B．物块的质量
    C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示：

    现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤．
    （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（多选）CD．
    A．天平           B．秒表       C．刻度尺         D．220V交流电源
    （2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
    A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
    B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v．
    C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h．
    D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v．
    以上方案中只有一种正确，正确的是D．（填入相应的字母）
    （3）甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图2所示．选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2．已知重锤的质量为m，打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g．从起始点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减小量为△EP=mg（s0+s1），重锤动能的增加量为△EK=$\frac{{m{{（{s_1}+{s_2}）}^2}{f^2}}}{32}$．在误差充许的范围内，如果△EP=△EK，则可验证机械能守恒．
    （4）乙同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到起始点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v．各计数点对应的数据见表：
    计数点1234567
    h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777
    v/（m•s-1）1.942.332.733.133.50
    v2/（m2•s-2）3.765.437.459.8012.25
    他在如图3所示的坐标中，描点作出v2-h图线．由图线可知，重锤下落的加速度g′=9.75m/s2（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度g=9.80m/s2，如果在误差允许的范围内g′=g或9.80，则可验证机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．用两节干电池、电压表（量程3V）、电流表（量程300mA）、滑动变阻器（100Ω，2A）、定值电阻（50Ω）、小灯泡、导线、开关等组成的电路，做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，图1是实验中得到的小灯泡的伏安特性曲线．
    ①由图象可知，应选用的实验电路图是乙（填“甲”、“乙”或“丙”）
    ②从图线上可以看出，小灯泡的电阻随电流I的变大而变大（填“变大”、“变小”或“不变”），当电流为0.18A时，小灯泡的电阻为8.33Ω；

    ③若将图2中电路图甲（填“甲”、“乙”或“丙”）中的小灯泡两端用导线短路，此电路也可用来测量电源电动势和内电阻，要想使实验顺利进行，并得到较理想的实验数据，实验中滑动变阻器接入电路中的有效阻值范围可能是下面的哪种情况？答：C．
    A．0～100Ω        B．5Ω～10Ω       C．10Ω～50Ω    D．50Ω～100Ω

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．如图所示，在水平地面上向右做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度为v1和v2．
    （1）物体的运动类型加速运动（填“匀速运动、减速运动、加速运动”）
    （2）v1＞v2（填“＞、=、＜”）
    （3）绳子的拉力＞物体的重力（填“＞、=、＜”）

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    17．完成下列核反应方程
    （1）${\;}_{11}^{23}$Na+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{12}^{26}$Mg+${\;}_{1}^{1}$H    
    （2）${\;}_{13}^{27}$Al+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{12}^{27}$Mg+${\;}_{1}^{1}$H
    （3）${\;}_{90}^{234}$Th→${\;}_{91}^{234}$Pa+${\;}_{-1}^{0}$e
    （4）${\;}_{9}^{19}$F+${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{8}^{16}$O．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．远距离输电线路示意图如图所示，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压及输电线的电阻均不变．则（　　）
    A．用户负载增加时，升压变压器的原线圈中电流不变
    B．降压变压器的原线圈中电流较小，用较粗的导线绕制成
    C．因为先升压后又要降压，所以不用变压器直接输电更节约电能
    D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    15．某同学用下面的方法做“探究功与速度变化的关系”的实验．
    将足够长的木板固定在水平的桌面上，在木板虚线PP′上钉两个钉子，木块上钉一个钉子，橡皮筋两端分别固定在木板的钉子上．现将木块拉至虚线OO′处，释放木块，设其前端到达PP′时速度为v，木块离开橡皮筋后滑行的距离为s．

    （1）如果用一根橡皮筋将木块拉到OO′处，释放木块，橡皮筋对木块做的功为W，那么，当把三根相同的橡皮筋并起来将木块拉到OO′处，释放木块，橡皮筋对木块所做的功为3W；（图中两虚线间距离很小，摩擦不计）
    （2）木块离开橡皮筋后在木板上做C
    A．匀速直线运动    B．先加速后匀速运动     C．匀减速直线运动     D．先减速后匀速运动
    （3）用1，2，3，4，5根橡皮筋分别对木块做功，测得木块离开橡皮筋后滑行的距离为s1，s2，s3，s4，s5．以橡皮筋对木块做的功W为纵坐标，以滑行的距离s为横坐标，作出W-s图象是过原点的直线，那么W与v的关系是W∝v2．

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