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某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．
（1）實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，利用現有器材如何判斷導軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．

．
（2）如圖乙所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

0.52

cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=2.0×10^-3s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為

2.6

2.6

m/s．
（3）本實驗除了上述器材外還需

天平

天平

，并比較

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

的大小，如在實驗誤差允許的范圍內相等（用測量的物理量符號表示），就可驗證系統(tǒng)的機械能守恒．

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某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系”．

（1）實驗中，圖乙為游標卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

0.52

cm．
（2）實驗中，由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離S．滑塊從圖示位置靜止釋放，數字計時器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，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度表達式v₁=

d

t1

d

t1

，滑塊經過光電門2時的瞬時速度表達式v₂=

d

t2

d

t2

，則滑塊的加速度表達式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

．（涉及遮光條寬度時用d表示）
（3）在一次實驗中，滑塊的質量m=400g，刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離S=24cm，遮光條經過兩個光電門的時間分別為t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s，遮光條的寬度d為（1）所測數值，則在這次實驗中滑塊的加速度a=

0.25

0.25

m/s²．

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某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律．已知當地的重力加速度g=9.80m/s²
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器材；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟是（填編號字母）

BCD

BCD

．
（2）實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h₁=12.01cm，h₂=20.20cm，h₃=27.86cm．打點計時器通以50Hz的交流電．根據以上數據算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了

1.98m

1.98m

J；此時重錘的動能比開始下落時增加了

1.96m

1.96m

J，（重錘質量為m kg，答案中的數據均要求保留3位有效數字）

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某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”．光電計時器和氣墊導軌是一種研究物體運動情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．實驗前需要調節(jié)氣墊導軌使之平衡．為了測量滑塊的加速度a，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t，用天平測鉤碼的質量m和滑塊的質量M，測出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測得遮光條的寬度d（d＜L）．
（1）小車的加速度表達式a=

d2

2Lt2

d2

2Lt2

（用字母表示）
（2）實驗中如把砝碼的重力當作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是

平衡摩擦力過度

平衡摩擦力過度

，曲線上部彎曲的原因是

沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m

沒有滿足滑塊的質量M遠大于鉤碼的質量m

．

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某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置探究“合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系”．實驗中鉤碼重力大小與物體所受合外力大小視為相等．

（1）如圖乙所示，由20分度的游標卡尺測得遮光條的寬度d=

1.020

1.020

cm．
（2）實驗中可選擇的鉤碼有2個，它們的質量分別為m₁和m₂，且m₁＞m₂，你認為實驗中選擇

m₂

m₂

（填m₁或m₂）較合適．
（3）實驗中可選擇的遮光條有2個，它們的寬度分別為d₁和d₂，且d₁＞d₂，你認為實驗中選擇

d₂

d₂

（填d₁或d₂）較合適．
（4）該實驗小組在a-

1

m

（m為滑塊整體的質量）坐標系中，畫出了如圖丙所示的三條曲線．你認為符合事實的曲線是

③

③

．（從①、②、③三條曲線中選出一條，填序號）．曲線未過坐標原點的原因可能是

可能是氣墊導軌沒有調水平（或可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力）

可能是氣墊導軌沒有調水平（或可能是滑塊受到空氣阻力、繩與滑輪間的摩擦力）

．

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一、選擇題

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、選做題

13. (10分)（1）油膜法       10^-10     （2）球形  表面張力

評分標準：每空2分

14. (10分)（1）最低點     放大法   （2）多普勒效應  向著

評分標準：每空2分

三、實驗題

實驗題答案:

15．(11分) (1) ①  (1分)

② 相同位置(2分) ， 保證前后兩次拉橡皮條時的效果相同(1分)

(2) ①  (1分) ,  (1分) , 該實驗小組做實驗時先釋放了紙帶，然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了(2分) (其他答案只要合理均給滿分)

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的讀數和V₂的讀數(1分)

            (2)   (1分)    (1分)

(3)電路圖如圖所示 (3分)

(4)   下列兩種情況答出任意一種給滿分

 (2分)   對應的圖像如圖1  (2分) 

或者(2分)  對應的圖像如圖2 (2分) 

四、計算題

17．(16分) (1) 小球過C點時滿足      (1) …………2＇

         又根據                 (2 ) ………… 2＇

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

        由圖可知：H₁=0.5m時F₁=0； 代入（3）可得

                 ………… 2＇

H₂=1.0m時F₂=5N；代入（3）可得

                                           …………2＇

     (2) 據    …………4＇     可得 …………2＇

18．(16分) (1)要使電子能通過PQ界面，電子飛出磁場的速度方向必須水平向右，由可知，r越大v越大，從C點水平飛出的電子，運動半徑最大，對應的速度最大，即r=2a時， 電子的速度最大………2＇

由 …………4＇ 

得：   (1) …………2＇

(2) 粒子在電場中做類平拋運動，據

         (2) …………2＇

           …………2＇

得：          (3) …………2＇

 由此可知：PQ界面的右側X軸上能接收電子的范圍是，+………2＇

19．(18分) (1) 當t=t₁時，t₁    (1)       …………1＇

并由題意可知瞬間電流為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) 當t=t₂時，由題意知：       (7) …………2＇

設ab邊穿出磁場瞬間的速度為v₂，則有：

             (8) …………2＇

                    (9) …………1＇

由動能定理：     (10) …………2＇

得：    (11) …………1＇

20．(18分)解:  (1)剛開始滑動時,a===1m/s² …………2＇方向向左…………1＇

(2) 設經t₁時間m_1、m₂相碰，有

    …………1＇

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

碰前m₂的速度   v₂=at₁=1m/s

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

分別由動量守恒定律得  m₁v_帶+m₂v₂=m₁v^/₁+m₂ v^/₂與m₁v_帶+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＇

檢驗：由于   …………1＇

故v^//₁= ―1.5m/s，v^//₂=4m/s  這組數據舍去 ……1＇

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

 (3)因碰后兩物體均做勻加速運動,加速度都為a=1m/s²，所以m₂先達到傳送帶速度，設m₂達到傳送帶速度的時間為t₂，

有  v_帶= v^/₂+ at₂       t₂=1s

此時m₁的速度v₃= v^/₁+ at₂=2.5m/s< v_帶

故從t₂之后m₁繼續(xù)加速，m₂和傳送帶開始減速，

直到m₁和傳送帶達到某個共同速度v₄后，

m₁所受摩擦力換向，才開始減速運動，

設m₁繼續(xù)加速的時間為t₃

則v₄=v₃+ a t₃ = v_帶－a_帶t₃      t₃=s ………1＇

m₁的速度為v₄= v₃+ a t₃=m/s  ………1＇

此時m₂的速度為v₅= v_帶－ a t₃=m/s  ，之后m₁、m₂均做勻減速運動，

因為在整個過程中m₂的速度始終大于m₁的速度，

所以在m₁、m₂都靜止時兩物塊位移最大…………1＇

m₂碰后運動的總位移 …………1＇

或

m₁碰后運動的總位移  …………1＇

兩物塊間最大距離                       …………1＇