【题目】由于空间站处于完全失重状态，不能利用天平等仪器测量质量，为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置，用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上，轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下：
(ⅰ)用游标卡尺测量小球的直径d
(ⅱ)将弹簧固定在档板上
(ⅲ)小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x
(ⅳ)由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t，计算出小球离开弹簧的速度v
(ⅴ) 改变弹簧的压缩量，重复步骤(ⅲ)、(ⅳ)多次
(ⅵ) 分析数据，得出小球的质量
该同学在地面上进行了上述实验，请回答下列问题
(1)步骤(ⅰ)中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝___cm；
(2)某一次步骤(ⅲ) 中测得弹簧的压缩量为1 cm，对应步骤(ⅳ)中测得小球通过光电门的时间为7.50 ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝______m/s；
(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图(c)中描出了对应的点，请将(2)问中对应的点描出，并画出v-x图像。
(4)已知实验所用弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系如图(d)所示，实验测得小球的质量为_____kg。
【答案】1.50 2 
0.05
【解析】
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，游标卡尺不需要估读；根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球通过光电门时的速度大小；根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点，用直线连接；根据能量守恒定律可得
，可得
，分析其斜率求出小球的质量；
(1)游标卡尺的主尺读数为：1.5cm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0×0.1mm=0.0mm=0.00 cm，所以最终读数为：1.5cm+0.00cm=1.50cm；
(2)根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得：小球通过光电门时的速度大小
(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点，用直线连接如图所示
；
斜率
，小球速度v与弹簧的形变x为
；
(4)根据能量守恒定律可得，可得
，由弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系图可得
，实验测得小球的质量为
培优三好生系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量, m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是________。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。
A．
B．
C．
D．
（4）乙同学根据测量数据做出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是 ．
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【题目】(11分)如图所示，A．B为平行板电容器，两板相距d，接在电压为U的电源上，在A板的中央有一小孔M（两板间电场可视为匀强电场）．今有一质量为m的带电质点，自A板上方与A板相距也为d的O点由静止自由下落，穿过小孔M后到达距B板
的N点时速度恰好为零．（重力加速度为g）
求：(1)带电质点的电荷量，并指出其带电性质；
(2)在保持与电源相连的情况下，A板往下移
的距离．质点仍从O点由静止自由下落，求质点下落速度为零时距B板的距离．
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【题目】如图，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A点正上方高度为6 m处的O点，以1 m/s的速度水平抛出一个小球，飞行一段时间后撞在斜面上，这段飞行所用的时间为（
）( )
A. 0.1 s B. 1 s C. 1.2 s D. 2 s
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【题目】某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：（1）用最小刻度为毫米的刻度尺测量其长度如图（a）所示，（圆柱体另一端与0刻度对齐），由图（a）可知其长度为____ ___mm；用游标为10分度的游标卡尺测量其直径如图（b）所示，由图（b）可知其直径为______ __mm；
（2）该同学想用伏安法更精确地测量待测圆柱体电阻R，并将得到的电流、电压数据描到U—I图上，如图（c）所示。由图（c）可知，新材料制成的圆柱体的电阻为 Ω（保留2位有效数字）。
（3）由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝________Ω·m （保留1位有效数字）
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【题目】如图所示，O为正方形ABCD的中点，两根无限长通电直导线PQ、MN与均通过O点（彼此绝缘）且PQ∥AB、MN∥BC，PQ、MN中的电流大小分别为2I和I，方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的磁感应强度大小相同
B. B、C两点的磁感应强度大小相同
C. A、B两点的磁感应强度方向相同
D. B、C两点的磁感应强度方向相同
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【题目】如图所示，足够长的水平传送带以速度v匀速运动。质量分别为2m、m的小物块P、Q，用不可伸长的轻软细绳，通过固定光滑小环C相连。小木块P放在传送带的最右端，恰好处于静止状态，C、P间的细绳水平。现有一质量为m的子弹以v0＝9 m/s的速度射入小物块P并留在其中。重力加速度g取10 m/s2，子弹射入物块P的时间可以忽略不计。求：
(1)小物块P与传送带间的滑动摩擦因数；
(2)从子弹射入小物块P至细绳再次拉直的时间；
(3)要使小物块P不从传送带的左端离开传送带，传送带至少多长？
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【题目】如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长。粗筒中A、B两活塞间封有一定质量的气体(可视为理想气体)，气柱长L＝20 cm。活塞A上方的水银深H＝15 cm，B活塞固定，A活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计，开始时水银面与粗筒上端相平，此时封闭气体温度为T1=300K。现对气体加热，直至水银的
被推入细筒中时，则此时气体温度多大？(大气压强P0相当于75 cm的水银柱产生的压强，细筒足够长。)
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】关于电场强度E的说法正确的是 （ ）
A. 电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点所受到的电场力的方向相同
B. 电场中某点的电场强度方向跟负电荷在该点所受到的电场力的方向相同
C. 根据E＝F／q可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电量q成反比
D. 一个正电荷激发的电场的电场强度处处相同，是一个匀强电场
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