1．某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：

①備有下列器材：長木板、電磁式打點計時器、低壓交流電源、紙帶、細繩、小車、砝碼、裝有細沙小桶、薄木板、天平，還缺少一件必須的器材是天平．
②為了平衡摩擦力，這位同學將小車靜止地放在水平長木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高（如圖乙所示），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止，請判斷這位同學的操作是不正確．（填“正確”或“不正確”）
③如果這位同學已經(jīng)正確地平衡了摩擦力，然后不斷改變小車的拉力F，得到小車質(zhì)量保持不變情況下的a-F圖線是圖丁中的A（填選項代號的字母）．

④該同學得到如圖丙所示的紙帶，已知打點計時器電源頻率為50Hz，A、B、C、D、E、F、G紙帶上打出的連續(xù)7個點，由此可算出小車的加速度a=1.9m/s2．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

分析 （1）根據(jù)實驗的具體操作步驟以及所要測量的數(shù)據(jù)，即可明確所需器材；
（2）根據(jù)平衡摩擦力的方法確定應如何判斷摩擦力；
（3）正確的平衡了摩擦力后，小車質(zhì)量保持不變情況下，加速度與合外力成正比；
（4）根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律△x=aT2可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）實驗中需要根據(jù)牛頓第二定律進行數(shù)據(jù)處理，并且拉力由砝碼的重力代替；故應需要天平；
（2）平衡摩擦力時應是讓小車靜止在斜面上，用手輕輕一推后，小車做勻速直線運動，該同學使小車下滑時，重力的分力已經(jīng)大于了摩擦力，故這位同學的操作是不正確的．
（3）正確的平衡了摩擦力后，小車質(zhì)量保持不變情況下，加速度與合外力成正比，則a-F圖線是過原點的傾斜直線，故A正確；
故選：A
（4）根據(jù)刻度尺的示數(shù)可知△x=sDG-sAD=6.50-3.70-（2.60-0.50）cm=0.70cm=0.007m，時間間隔為T=0.02s，
加速度為：a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.007}{9×0.0{2}^{2}}$=1.9m/s2；
故答案為：（1）天平；（2）不正確；（3）A；（4）1.9

點評 本題考查驗證牛頓第二定律的實驗；對于教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．由圖象可知（　�。�
A．該金屬的逸出功等于E
B．該金屬的逸出功等于hν0
C．入射光的頻率為3ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2E
D．入射光的頻率為$\frac{{v}_{0}}{2}$時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為$\frac{E}{2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某同學設計了如下實驗方案用來“驗證牛頓第二定律”：
（1）如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過細繩與帶夾的重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘下夾一紙帶，穿過打點計時器．調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運動．
（2）如圖乙所示，保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板上靠近滑輪處，取下細繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之由靜止開始加速運動．打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A，B，C，D，E是紙帶上五個計數(shù)點．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
①圖丙中滑塊下滑的加速度為3.9 m/s2；
②若重錘質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M，重力加速度為g，則滑塊加速下滑受到的合力為mg；
③在保持滑塊質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系時，每次改變重錘質(zhì)量后，需要  （填“需要”或“不需要”）重新調(diào)整木板的傾角；
④某同學在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變滑塊所受合力，由實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，如圖丁所示，則滑塊的質(zhì)量為2.0kg．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．某實驗小組利用如圖a所示的實驗裝置來探究當小車質(zhì)量M一定時，物體運動的加速度a與其所受外力F之間的關(guān)系．

（1）由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x=24cm，由圖b中游標卡尺測得遮光條的寬度d=0.52 cm．該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖a所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間△t1，遮光條通過光電門2的時間△t2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=$\frackqsgi8w{△{t}_{1}}$，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=$\frac998z46o{△{t}_{2}}$，則滑塊的加速度的表達式a=$\frac{{（\fracfe5p49r{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac47xzp2r{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$．（用字母表示）
F（N）0.100.200.300.400.500.600.700.80
a（m•s-2）0.060.110.180.260.300.360.400.43
（2）在本次實驗中，實驗小組通過改變鉤碼質(zhì)量m總共做了8組實驗，得到如上表所示的實驗數(shù)據(jù)．請利用表格數(shù)據(jù)，在如圖c所示坐標系中描點做出相應圖象．通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出a-F的圖線是否呈線性變化，如果不是請分析其原因：a-F的圖線不是一條直線，因為在以增加鉤碼質(zhì)量m來增大拉力F的大小時，m越大，M＞＞m的實驗條件越難以保證，所以a-F的圖線會出現(xiàn)向F軸方向偏的情況．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．
（1）當M與m的大小關(guān)系滿足m＜＜M時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．

（2）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取的做法是C；
A．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
C．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上
（3）在實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的表達式為a=$\frac{（{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}）-（{x}_{3}+{x}_{2}+{x}_{1}）}{9{T}^{2}}$；
（4）一組同學在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應該做a與$\frac{1}{M}$的圖象．
（5）如圖3（a），甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是平衡摩擦時傾角過大．
（6）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖3（b）所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖為一風洞實驗室模型，風洞實驗室可產(chǎn)生水平方向的大小可調(diào)節(jié)的風力，一質(zhì)量為2kg的物塊從水平地面上的A點以12m/s的初速度水平向右運動，物塊受到向左的風力大小恒為7N，物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.25，則物塊經(jīng)過多少時間返回A點？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．某同學設計了一個如圖1所示的裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，其中A為滑塊，B和C是質(zhì)量可調(diào)的砝碼，不計繩和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦，裝置水平放置．實驗中該同學在砝碼總質(zhì)量（m+m′=m0）保持不變的條件下，改變m和m′的大小，測出不同m下系統(tǒng)的加速度，然后通過實驗數(shù)據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)．

（1）該同學手中有打點計時器、紙帶、質(zhì)量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶有定滑輪的長木板、細線，為了完成本實驗，得到所要測量的物理量，還應有BD．
A．秒表          B．毫米刻度尺          C．天平          D．低壓交流電源
（2）實驗中，該同學得到一條較為理想的紙帶，如圖2所示，從清晰的O點開始，每隔4個點取一計數(shù)點（中間4個點沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F，各計數(shù)點到O點的距離為OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計時器打點頻率為50Hz，則由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v=0.52m/s，此次實驗滑塊的加速度a=0.81m/s2．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（3）在實驗數(shù)據(jù)處理中，該同學以m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度a為縱軸，繪制了如圖3所示的實驗圖線，結(jié)合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.3．（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

10．如圖所示，一個質(zhì)量為10kg的物體，在水推力F的作用下，沿斜面向上勻速運動，已知斜面傾角為37°，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，則水平推力F的大小是200N．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示是氫原子的能級圖，用光子能量為12.75eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有（　　）
A．6種B．7種C．10種D．3種

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