實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第一定律
滑塊在水平的氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，如果加速度為零，即可得出滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論，從而驗(yàn)證牛頓第一定律．但實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往顯示滑塊做的并不是勻速運(yùn)動(dòng)，而是減速運(yùn)動(dòng)．這是因?yàn)榛瑝K在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管有氣墊的漂浮作用，但導(dǎo)軌與空氣對(duì)滑塊的阻力還是無法完全避免的．當(dāng)導(dǎo)軌的一端墊高而斜置時(shí)，滑塊的下滑力明顯大于上述兩種阻力，因此可以采用外推的方法來得到所需要的結(jié)論．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
如果滑塊上的擋光片寬度為d，通過1、2兩個(gè)光電門時(shí)的擋光時(shí)間分別為t₁和t₂，那么滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)的速度分別為v1=

d

t1

、v2=

d

t2

，測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的距離s，即可求出滑塊的加速度a=

v 2 2 - v 2 1

2s

，從圖中可看出，滑塊的加速度a=gsinα=g

h

L

，所以當(dāng)L不變時(shí)，a正比于h．改變h，測(cè)得一系列不同的a，然后作出a-h圖線．如果a-h直線外推過原點(diǎn)，就是說當(dāng)h=0時(shí)，a=0，即驗(yàn)證了牛頓第一定律．   實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意，h不能調(diào)得太小．因?yàn)閔太小時(shí)，前面所說的導(dǎo)軌阻力和空氣阻力將表現(xiàn)得明顯起來．
（實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論）某次實(shí)驗(yàn)中s=75.0cm，d=1.00cm．每個(gè)h高度做三次實(shí)驗(yàn)，毫秒計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)如下（單位為10^-4s）：

序號(hào)	墊高h(yuǎn)（cm）	第一次[		第二次[		第三次[]
		t1	t2	t1	t2	t1	t2
1	6.00	279	113	241	110	253	111
2	5.50	259	116	262	116	244	114
3	5.00	260	120	257	119	262	121
4	4.50	311	130	291	128	272	125
5	4.00	294	136	330	137	286	134
6	3.50	316	144	345	147	355	148
7	3.00	358	157	347	156	372	159

計(jì)算出來的加速度（單位m/s²）如下表：

	1	2	3	4	5	6	7
a1	0.436	0.396	①	0.326	0.283	0.255	0.218
a2	0.437	0.398	0.370	0.328	0.294	0.253	0.219
a3	0.437	0.401	0.358	0.337	0.290	0.251	0.217
a	0.437	0.398	②	0.330	0.289	0.253	0.218

（1）填寫表格中的數(shù)據(jù)：
①；②；
（2）在直角坐標(biāo)系中作出a-h圖線．
（3）結(jié)論：； 理由：．

如圖（a）為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板．在實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得．
（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是．
A．砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力
B．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高
C．電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持水平
（2）圖（b）是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)完成表格中空白處．

計(jì)數(shù)點(diǎn)	1	2	3	4	5	6
瞬時(shí)速度/（ m?s-1）	0.165	0.215	0.264 0.264	0.314	0.364	0.413

由紙帶求出小車的加速度a= m/s²  （加速度a保留2位有效數(shù)字）
（3）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別測(cè)得小車的加速度a與對(duì)應(yīng)的質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小車的質(zhì)量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250[來Z
小車質(zhì)量的倒數(shù)m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用上表數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙中選擇合適物理量為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，作出直觀反映a與m關(guān)系的圖象．


（4）上題中該小車受到的拉力F為N．

在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)．1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中

1 1

H的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在．
（1）中微子與水中的

1 1

H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（

1 0

n）和正電子（

0 +1

e），即
中微子+

1 1

H→

1 0

n+

0 +1

e可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是．（填寫選項(xiàng)前的字母）
A、0和0             B、0和1        C、1和 0       D、1和1
（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)光子（γ），即

0 +1

e

0 -1

e+→2γ
已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為 J．正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)光子，原因是．
（3）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大�。�
解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確．
（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損．兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱悖�由E=△mc²，故一個(gè)光子的能量為

E

2

，帶入數(shù)據(jù)得

E

2

=8.2×10^-14J．
正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^程遵循動(dòng)量守恒．
（3）物質(zhì)波的波長(zhǎng)為λ=

h

p

，要比較波長(zhǎng)需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即p=

2mEk

，因?yàn)閙_n＜m_c，所以p_n＜p_c，故λ_n＜λ_c．

如圖1為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板．在實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F等于砝碼和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得．
（1）為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該采用的研究實(shí)驗(yàn)方法是．
A．控制變量法   B．假設(shè)法
C．理想實(shí)驗(yàn)法   D．圖象法
（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中不正確的
是．
A．砝碼和小桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
B．為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高
C．電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持與木板平行
（3）圖2是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示．根據(jù)圖6中數(shù)據(jù)可得出表格1中空白處的數(shù)據(jù)應(yīng)是．

表格1

計(jì)數(shù)點(diǎn)	1	2	3	4	5	6
瞬時(shí)速度v/（ m?s-1）	0.165	0.215		0.314	0.364	0.413

由紙帶求出小車的加速度a= m/s²  （加速度a保留2位有效數(shù)字）
（4）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別測(cè)得小車的加速度a與對(duì)應(yīng)的質(zhì)量m數(shù)據(jù)如表格2．
表格2

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小車的質(zhì)量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小車質(zhì)量的倒數(shù)m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用表格2中的數(shù)據(jù)，在圖3所示的坐標(biāo)紙中作出a與

1

m

關(guān)系的圖象．（5）上題中該小車受到的拉力F為N．