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    16．两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上，如图1所示，左侧小盘里分别放有不同质量的砂子．实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点，然后同时释放两辆小车，当其中一辆小车快接近导轨末端时，断开接线板的电源，两打点计时器同时停止工作．

    图2为某次实验得到的两条纸带，纸带上的O点、E点分别为打点计时器接通电源和断开电源时打下的点，它们之间的距离分别为：①号纸带OE=42.40cm、②号纸带OE=63.40cm．纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点（相邻两点间还有四个打点未画出），两相邻测量点间的距离如图2所示，单位为cm．打点计时器所用电源的频率为50Hz．
    （1）①利用此装置，研究质量一定时，加速度与力的关系，是否必须求出小车运动加速度的确切值？否（选填“是”或“否”），若是，请根据实验中打出的其中一条纸带求出加速度的值，若否，请说明理由．因两打点计时器同时开始、停止工作，故两小车运动的时间相等，可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度大小之比，根据图2的两条纸带，求出①号纸带和②号纸带对应的加速度值之比为212：317．
    ②物体速度可以通过打出的纸带求出，任选上述其中一条纸带，求出测量点5的速度v5=0.24或0.30m/s；（结果保留两位有效数字）
    （2）利用此装置可以做力学中的许多实验，以下说法正确的是BD．
    A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
    B．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
    C．用此装置“探究小车加速度a与力F的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力
    D．用此装置“探究小车加速度a与力F的关系”应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量．

    分析 （1）①小车做初速度为零的匀加速直线运动，结合位移时间关系公式分析即可；②匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；
    （2）采用倍增法使功成倍增加时，如果改变位移，保证力恒定即可；如果改变拉力，使拉力成倍增加即可．

    解答 解：（1）小车做初速度为零的匀加速直线运动，结合位移时间关系公式，有：$\frac{{S}_{1}}{{S}_{2}}=\frac{\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}}{\frac{1}{2}{a}_{2}{{t}_{2}}^{2}}$=$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{42.40}{63.40}=\frac{212}{317}$；
    故不需要求出小车运动加速度的确切值；
    理由：因两打点计时器同时开始、停止工作，故两小车运动的时间相等，可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度大小之比；
    （2）①匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；
    对于第一条纸带，有：${v}_{5}=\frac{（2.34+2.54）×0.01m}{2×0.1s}=0.24m/s$
    对于第二条纸带，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，通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，根据W=Fx，由于合力恒定，故不需要平衡摩擦力，也不需要保证M远大于m，故A错误，B正确；
    C、D、采用倍增法使功成倍增加，通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时，根据W=Fx，采用mg来表示拉力F；如果把（M+m）作为整体来研究动能定理，就不需要必须满足M远大于m；当然，如果对小车M进行动能定理研究，肯定要满足M远大于m；故C错误，D正确；
    故选：BD．
    故答案为：
    （1）①否；因两打点计时器同时开始、停止工作，故两小车运动的时间相等，可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度大小之比；212：317；
    ②0.24或0.30；（2）BD．

    点评 点评：本题关键是明确实验的原理，会通过运动学公式求解加速度之比和瞬时速度大小，要明确实验的误差来源．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是（　　） 
    A．实验时应先放开纸带再接通电源
    B．（S6-S1）等于（S2-S1）的6倍
    C．从纸带可求出计数点B对应的速率
    D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    7．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的两个实验步骤分别是
    A．在水平放置的方板上固定一张白纸，用图钉橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计（弹簧测力计与方木板平面平行）互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O的位置并读出两个弹簧测力计的示数F1和F2
    B．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F并记下细绳的方向
    请指出以上步骤中的错误或疏漏：A中未记下两条细绳的方向；B中应将橡皮条与细绳的结点拉到原来的位置O点．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示是一种折射率n=l.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小i，sini=$\frac{3}{4}$．求：
    （1）光在棱镜中传播的速率；
    （2）此束光线射出棱镜后的方向，要求作出光路图．（不考虑返回到AB面上的光线）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验．如图所示，A是由铜片和绝缘细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来．当线圈通电时，铜片迅速停止摆动．某同学另找来器材再探究此实验，他连接好电路，经重复试验，均没出现迅速停止摆动的现象．对比老师的演示实验，导致实验失败的原因可能是（　　）
    A．电源的电压过高B．所选线圈的匝数过多
    C．线圈接在了交流电源上D．摆的材料与老师的不同

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    1．如图所示，m1、m2的质量相同．手托m2使他们都处于静止，并让他们处于同一水平面上．先由静止放手后，m1与m2开始运动（滑轮重量与摩擦不计）．当他们的高度相差3m时，m1与m2的速度分别是v1=2m/s，v2=4m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图：一光滑固定的斜面倾角为30°，一物体静止在垂直斜面的挡板处，受到一个沿斜面向上的拉力F作用，下面给出了拉力F随时间t变化图象和物体速度v随时间t变化图象，重力加速度取10m/s2，根据图象信息计算相关物理量，其中正确的是（　　）
    A．物体质量是0.5kg
    B．在4秒内，物体所受合力的功是6J
    C．在4秒内，物体增加的机械能是6J
    D．在t=1s时，挡板对物体的作用力是1.5N

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．下列说法中正确的是（　　）
    A．一个氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级，氢原子吸收光子，能量增加
    B．原子核${\;}_{90}^{232}Th$经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核${\;}_{82}^{208}Pb$
    C．世界上现在运行的核电站核反应有重核裂变和轻核聚变两种
    D．β射线和光电效应中逸出的电子都是原子核衰变产生的

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．现要测定一个额定电压2.5V、额定功率约0.7W的小灯泡的伏安特性曲线．
    ①为了测量的电压能从零开始，测量误差较小，请在图甲中连好实物电路图．
    ②合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的左端（填“左端”或“右端”）．
    ③根据实验数据，描绘出的U-I图象如图乙所示，由图可知，当灯泡的电压为1.80V时，小灯丝电阻为7.2Ω，小灯泡的功率为0.45 w（结果保留两位有效数字）．

    ④由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系，符合该关系的图象是图丙中的D．

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