某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）．

接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）．

．
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

0.52

0.52

cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0×10^-3s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为

2.6

2.6

m/s．
（3）本实验除了上述器材外还需

天平

天平

，并比较

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

的大小，如在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），就可验证系统的机械能守恒．

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”．

（1）实验中，图乙为游标卡尺测得遮光条的宽度d=

0.52

0.52

cm．
（2）实验中，由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离S．滑块从图示位置静止释放，数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间t₁，遮光条通过光电门2的时间t₂，则滑块经过光电门1时的瞬时速度表达式v₁=

d

t1

d

t1

，滑块经过光电门2时的瞬时速度表达式v₂=

d

t2

d

t2

，则滑块的加速度表达式a=

d2( t 2 1 - t 2 2 )

2S t 2 1 t 2 2

d2( t 2 1 - t 2 2 )

2S t 2 1 t 2 2

．（涉及遮光条宽度时用d表示）
（3）在一次实验中，滑块的质量m=400g，刻度尺测得两个光电门中心之间的距离S=24cm，遮光条经过两个光电门的时间分别为t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s，遮光条的宽度d为（1）所测数值，则在这次实验中滑块的加速度a=

0.25

0.25

m/s²．

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s²
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（填编号字母）

BCD

BCD

．
（2）实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h₁=12.01cm，h₂=20.20cm，h₃=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了

1.98m

1.98m

J；此时重锤的动能比开始下落时增加了

1.96m

1.96m

J，（重锤质量为m kg，答案中的数据均要求保留3位有效数字）

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”．光电计时器和气垫导轨是一种研究物体运动情况的常见仪器，如图乙所示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．当物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．实验前需要调节气垫导轨使之平衡．为了测量滑块的加速度a，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，用天平测钩码的质量m和滑块的质量M，测出滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，测得遮光条的宽度d（d＜L）．
（1）小车的加速度表达式a=

d2

2Lt2

d2

2Lt2

（用字母表示）
（2）实验中如把砝码的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是

平衡摩擦力过度

平衡摩擦力过度

，曲线上部弯曲的原因是

没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m

没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m

．

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”．实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等．

（1）如图乙所示，由20分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d=

1.020

1.020

cm．
（2）实验中可选择的钩码有2个，它们的质量分别为m₁和m₂，且m₁＞m₂，你认为实验中选择

m₂

m₂

（填m₁或m₂）较合适．
（3）实验中可选择的遮光条有2个，它们的宽度分别为d₁和d₂，且d₁＞d₂，你认为实验中选择

d₂

d₂

（填d₁或d₂）较合适．
（4）该实验小组在a-

1

m

（m为滑块整体的质量）坐标系中，画出了如图丙所示的三条曲线．你认为符合事实的曲线是

③

③

．（从①、②、③三条曲线中选出一条，填序号）．曲线未过坐标原点的原因可能是

可能是气垫导轨没有调水平（或可能是滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力）

可能是气垫导轨没有调水平（或可能是滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力）

．

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一、选择题

1.D  2.AC  3.D   4.A   5.AB   6.D   7.CD 

8.B   9.AB  10.B  11.BC  12.AD

二、选做题

13. (10分)（1）油膜法       10^-10     （2）球形  表面张力

评分标准：每空2分

14. (10分)（1）最低点     放大法   （2）多普勒效应  向着

评分标准：每空2分

三、实验题

实验题答案:

15．(11分) (1) ①  (1分)

② 相同位置(2分) ， 保证前后两次拉橡皮条时的效果相同(1分)

(2) ①  (1分) ,  (1分) , 该实验小组做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了(2分) (其他答案只要合理均给满分)

②  D (2分), 重力加速度g (1分)

16．(13分)  (1)  a．S₁和S₂ (1分)，

b．S₁ (1分)，S₂ (1分)，V₁的读数和V₂的读数(1分)

            (2)   (1分)    (1分)

(3)电路图如图所示 (3分)

(4)   下列两种情况答出任意一种给满分

 (2分)   对应的图像如图1  (2分) 

或者(2分)  对应的图像如图2 (2分) 

四、计算题

17．(16分) (1) 小球过C点时满足      (1) …………2＇

         又根据                 (2 ) ………… 2＇

        由(1)(2)得：              （3） …………2＇

        由图可知：H₁=0.5m时F₁=0； 代入（3）可得

                 ………… 2＇

H₂=1.0m时F₂=5N；代入（3）可得

                                           …………2＇

     (2) 据    …………4＇     可得 …………2＇

18．(16分) (1)要使电子能通过PQ界面，电子飞出磁场的速度方向必须水平向右，由可知，r越大v越大，从C点水平飞出的电子，运动半径最大，对应的速度最大，即r=2a时， 电子的速度最大………2＇

由 …………4＇ 

得：   (1) …………2＇

(2) 粒子在电场中做类平抛运动，据

         (2) …………2＇

           …………2＇

得：          (3) …………2＇

 由此可知：PQ界面的右侧X轴上能接收电子的范围是，+………2＇

19．(18分) (1) 当t=t₁时，t₁    (1)       …………1＇

并由题意可知瞬间电流为0，得ε_合=ε₁―ε₁^/=0      …………1＇

而，    …………2＇

              故：                 (2) …………1＇

                                  (3) …………1＇

(2)  由 或    (4) …………2＇

得：             (5) …………1＇

         (6) …………1＇

(3) 当t=t₂时，由题意知：       (7) …………2＇

设ab边穿出磁场瞬间的速度为v₂，则有：

             (8) …………2＇

                    (9) …………1＇

由动能定理：     (10) …………2＇

得：    (11) …………1＇

20．(18分)解:  (1)刚开始滑动时,a===1m/s² …………2＇方向向左…………1＇

(2) 设经t₁时间m_1、m₂相碰，有

    …………1＇

t₁=1s    t^/₁=5s(由上述分析可知，不合题意,舍去) …………1＇

碰前m₂的速度   v₂=at₁=1m/s

由题意可知：碰后m₂的速度  v^/₂=2m/s   或  v^//₂=4m/s  …………1＇

分别由动量守恒定律得  m₁v_带+m₂v₂=m₁v^/₁+m₂ v^/₂与m₁v_带+m₂v₂=m₁v^//₁+m₂ v^//₂ …………1＇

得碰后m₁的速度    v^/₁= 1.5m/s   或  v^//₁= ―1.5m/s      …………1＇

检验：由于   …………1＇

故v^//₁= ―1.5m/s，v^//₂=4m/s  这组数据舍去 ……1＇

∴碰后m₁的速度为v^/₁= 1.5m/s向右,  m₂的速度为v^/₂=2m/s向右…………1＇

 (3)因碰后两物体均做匀加速运动,加速度都为a=1m/s²，所以m₂先达到传送带速度，设m₂达到传送带速度的时间为t₂，

有  v_带= v^/₂+ at₂       t₂=1s

此时m₁的速度v₃= v^/₁+ at₂=2.5m/s< v_带

故从t₂之后m₁继续加速，m₂和传送带开始减速，

直到m₁和传送带达到某个共同速度v₄后，

m₁所受摩擦力换向，才开始减速运动，

设m₁继续加速的时间为t₃

则v₄=v₃+ a t₃ = v_带－a_带t₃      t₃=s ………1＇

m₁的速度为v₄= v₃+ a t₃=m/s  ………1＇

此时m₂的速度为v₅= v_带－ a t₃=m/s  ，之后m₁、m₂均做匀减速运动，

因为在整个过程中m₂的速度始终大于m₁的速度，

所以在m₁、m₂都静止时两物块位移最大…………1＇

m₂碰后运动的总位移 …………1＇

或

m₁碰后运动的总位移  …………1＇

两物块间最大距离                       …………1＇