【题目】某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”。实验中砂和砂桶的总质量为
，小车和砝码的总质量为M。
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是_______。
A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
(2)图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz。该同学计划利用v—t图像计算小车的加速度。首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为_____cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为_______m/s，同理可计算出A、B、C、E、F各点小车的速度，描绘出小车的v—t图像，由图线可得出小车的加速度大小。
(3)利用控制变量法多次测量，总结得出：当物体质量相同时，加速度跟物体所受合外力成正比；当____________________。
(4)综合上述实验结论，如何得出牛顿第二定律？（简述得出过程）_______。
【答案】B (2)10.60（±0.02）cm 0.52~0.54m/s 物体所受合外力F不变时，加速度跟质量M成反比 由实验结论可得出
或
，可写为
，规定
则
，公式简化为
【解析】
(1)[1]小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，可以将长木板的一段垫高，撤去砂和砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故AC错误，B正确。故选B。
(2)[2][3]刻度尺上的示数为
中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，故
(3)[4]利用控制变量法多次测量，总结得出：当物体质量相同时，加速度跟物体所受合外力成正比；当物体所受合外力F不变时，加速度跟质量M成反比；
(4)[5]由实验结论可得出
或
可写为
规定
则
公式简化为
优质课堂快乐成长系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断( )
A. 若地面光滑，则小车一定受三个力作用
B. 若地面粗糙，小车也可以不受摩擦力作用
C. 若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用
D. 若小车做匀速运动，则小车可能受三个力的作用
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【题目】如图所示电路，R1、R2、R3为三个可变电阻，闭合电键后，电容器C1、C2所带电量分别为Q1和Q2，电源电阻不能忽略，下面判断正确的是（ ）
A.仅将R1增大，Q1和Q2都将增大
B.仅将R2增大，Q1和Q2都将增大
C.仅将R3增大，Q1和Q2都将不变
D.突然断开开关S，通过R3的电量为Q1+Q2
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【题目】如图（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是（ ）
A.图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大
B.从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是
C.当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D.当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最大，ab边感应电流方向为a→b
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【题目】小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为
d，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断开时球的速度大小v1
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
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【题目】物理学中将带电粒子的电荷量与其质量之比称为比荷，根据某带电粒子在电场和磁场中受力及运动情况，可以得出它的比荷。如图是阴极射线管，左端正负极接高压电源可从阴极K水平向右发射带电粒子束（也叫阴极射线），当图中金属板D1、D2之间未加电场时，粒子束不偏转，最终运动到屏上P1点。按图示方向在D1、D2之间施加电场E之后，粒子束发生偏转并运动到屏上P2点。
(1)判断该粒子束的电性，简要说明理由。
(2)为了抵消阴极射线的偏转，使它沿水平方向直接运动到P1，需要在两块金属板D1、D2之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。若已知金属板D1、D2间距离d，两板间的电压U，磁场的磁感应强度B。
①请判断磁场的方向并求出阴极射线速度v的表达式。
②去掉D1、D2间的电场，阴极射线经N点（图中未画出）离开磁场打到在屏上P3点。若已知P3到N点水平距离为D，竖直距离为h，金属板D1、D2的板长为L，请推导出阴极射线中粒子的比荷
的表达式。
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【题目】经典理论认为，氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动。已知电子电荷量的大小为e，质量为m，静电力常量为k，取无穷远为电势能零点，系统的电势能可表示为
，其中r为电子与氢原子核之间的距离。
(1)设电子在半径为r1的圆轨道上运动：
①推导电子动能表达式；
②若将电子的运动等效成环形电流，推导等效电流的表达式；
(2)在玻尔的氢原子理论中，他认为电子的轨道是量子化的，这些轨道满足如下的量子化条件
，其中n=1，2，3……称为轨道量子数，rn为相应的轨道半径，vn为电子在该轨道上做圆周运动的速度大小，h为普朗克常量。求：
①氢原子中电子的轨道量子数为n时，推导轨道的半径及电子在该轨道上运动时氢原子能量的表达式。
②假设氢原子甲的核外电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=3的氢原子乙吸收并使其电离，不考虑跃迁或电离前后原子核所受到的反冲，推导氢原子乙电离出的电子动能表达式。
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【题目】如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为－q的带电粒子(不计重力)，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的
处返回，则下述措施能满足要求的是( )
A. 使初速度为原来
B. 使M、N间电压提高到原来的2倍
C. 使M、N间电压提高到原来的4倍
D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的
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【题目】在研究匀变速直线运动实验中：
（1）实验器材有：打点计时器、交流电源、纸带、小车、钩码、细绳、一端附有滑轮的长木板，还需要的是__________。
（2）某同学得到一条的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出。
设打点计时器打点周期为T，打F点时速度为vF，则计算vF的公式为vF=______；（用T和图中已知物理量表示）
图中d1=2.00cm、d2=4.50cm、d3=7.60cm、d4=11.30cm、d5=15.40cm、d6=20.00cm，打点计时器打点周期为0.02s，则小车运动的加速度a=______m/s2。（结果保留2位有效数字）
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