20．某同學(xué)利用如圖1所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系．將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上，通過細繩繞過定滑輪懸掛鉤碼，小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計．開始實驗后，依次按照如下步驟操作：
①同時打開力傳感器和速度傳感器；
②釋放小車；
③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F-t，v-t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a．
④重復(fù)上述步驟．

（1）某次釋放小車后得到的F-t，v-t圖象如圖2所示．根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為0.79N，對應(yīng)的加速度a為1.8m/s2．（保留2位有效數(shù)字）
（2）利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象（a-F圖象），如圖3所示．若圖線斜率為k，則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為$\frac{1}{k}$．

分析 （1）了解該實驗裝置，知道實驗過程中小車的運動情況．根據(jù)F-t，v-t圖象求出F大小和a的大小，
（2）根據(jù)a=$\frac{F}{m}$可知a-F圖象知道理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)

解答 解：（1）根據(jù)v-t圖象得到0.8s前小車是靜止的，0.8s后小車做勻加速運動，所以此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為：F=0.785N=0.79N，
根據(jù)v-t圖象的斜率求出加速度：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{1.84}{1.80-0.80}$=1.8m/s2．
（2）根據(jù)a=$\frac{F}{m}$可知a-F圖象知道理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，則小車的質(zhì)量為m=$\frac{1}{k}$．
故答案為：（1）0.79，1.8；（2）$\frac{1}{k}$

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
通過作圖法研究兩個變量之間的關(guān)系是物理里常用的一種手段，只有直線圖形可以清楚地說明兩變量之間的關(guān)系

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖甲所示，長度為l，垂直于紙面的兩平行板CD、MN間存在勻強磁場，板間距離為板長的兩倍，平行板右側(cè)有一水平方向的勻強電場．t=0時刻，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力），以初速度v0由MN板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)，以垂直于DN邊的方向進入電場區(qū)域，之后又回到磁場中，最后從平行板左端靠近板面的位置離開磁場，速度方向與初速度方向相反，上述僅l、m、q、v0為已知量．

（1）若粒子在TB時刻進入電場，求B0的最大值；
（2）若粒子在TB時刻進入電場，且B0取最大值，求電場強度E及粒子在電場中向右運動的最大距離；
（3）若B0=$\frac{m{v}_{0}}{2ql}$，求TB滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．自由式滑雪空中技巧是一項有極大觀賞性的運動，其場地由①出發(fā)區(qū)、②助滑坡、③過渡區(qū)、④高度h=4m的跳臺組成．其中過渡區(qū)的CDE部分是半徑為R=4m圓弧，D是最低點，∠DOE=60°，如圖所示．比賽時運動員由A點靜止出發(fā)進入助滑區(qū)，經(jīng)過渡區(qū)后，沿跳臺的斜坡勻減速上滑，至跳臺的F處飛出表演空中動作．運動員要成功完成空中動作，必須在助滑區(qū)用滑雪桿助滑，使離開F點時速度在36km/h到48km/h之間．不計所有阻力，已知$\overline{AB}=2\overline{EF}$，取g=10m/s2．
（1）一次，某總質(zhì)量為60kg的運動員進行試滑，他從A點滑下后不用滑雪桿助滑，結(jié)果F點飛出后無法完成空中動作．教練測得他在②、④兩段運動時間之比t1：t2=3：1，求他在②、④兩段運動的平均速度之比和加速度之比．
（2）這次試滑，他通過D點時受到的支持力多大？
（3）試求為了能成功完成空中動作，助滑過程中他至少需要消耗多少體能？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．圖甲所示是演示振動圖象的沙擺實驗裝置，沙擺可視為擺長L=1.0m的單擺，其擺動可看作簡諧運動．實驗中，細沙從擺動著的漏斗底部均勻漏出，用手沿與擺動方向垂直的方向勻速拉動紙板，漏在紙板上的細沙形成了圖乙所示的粗細變化有規(guī)律的一條曲線．
（1）曲線之所以粗細不均勻，主要是因為沙擺擺動過程中速度（選填“位移”、“速度”或“加速度”）大小在變化；
（2）若圖乙中AB間距離x=4.0m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2，則紙板勻速運動的速度大小為1m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．用圖甲的裝置研究小車沿斜面在不同材料表面運動的情況．圖乙是某同學(xué)在實驗中獲得的一條紙帶．打點計時器的電源頻率為50Hz．

①圖乙中A至N各點是打點計時器在紙帶上連續(xù)打下的點，根據(jù)刻度尺上的數(shù)據(jù)可以判斷，小車在A、E間（板面）做勻速直線運動，在F、N間（布面）做勻減速直線運動，M點對應(yīng)的小車速度為0.33m/s．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
②若已知斜面的傾角為θ，小車的質(zhì)量為m，在布面上運動時加速度的大小為a，重力加速度為g，則小車在布面上所受的阻力的表達式為m（a+gsinθ）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．利用如圖所示電路，測量一個電源（電動勢約為9V，內(nèi)阻不計）的電動勢和一個電阻Rx（阻值約為2kΩ）的準(zhǔn)確值．實驗室除了待測電源、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電流表A1（量程為0～0.6A，內(nèi)阻RA1=1Ω）
B．靈敏電流表A2（量程為0～3mA，內(nèi)阻RA2=800Ω）
C．靈敏電流表A3（量程為0～300μA，內(nèi)阻未知）
D．電阻箱R1（最大阻值99.99Ω）
E．電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）
F．定值電阻R0（阻值1kΩ）
（1）實驗中應(yīng)選擇的電流表是B，電阻箱是E（填器材前的字母代號）．
（2）將電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R，以$\frac{1}{I}$為縱坐標(biāo)，$\frac{1}{R}$為橫坐標(biāo)，作出$\frac{1}{I}-\frac{1}{R}$圖線（用直線擬合）；用E表示電源的電動勢，則$\frac{1}{I}$與$\frac{1}{R}$的關(guān)系式為$\frac{1}{I}=\frac{{（{R_0}+{R_{A2}}）{R_x}}}{E}•\frac{1}{R}+\frac{{{R_0}+{R_{A2}}+{R_x}}}{E}$；（用題目中的符號表示）．
（3）求出直線的斜率k和縱軸上的截距b，則E=$\frac{{{{（{R_0}+{R_{A2}}）}^2}}}{{b（{R_0}+{R_{A2}}）-k}}$，Rx=$\frac{{k（{R_0}+{R_{A2}}）}}{{b（{R_0}+{R_{A2}}）-k}}$（結(jié)果用k、b和題目中的符號表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形．原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=10：1，串聯(lián)在副線圈電路中電流表的示數(shù)為10A，下列說法正確的是（　�。�
A．變壓器原線圈中的電流為1AB．變壓器的輸出功率為311W
C．變壓器輸出端電壓最大值為31.1VD．變壓器輸出端交流電的頻率為50Hz

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，初始時氣體體積為3.0×10-3m3．用DIS實驗系統(tǒng)測得此時氣體的溫度和壓強分別為300K和1.0×105Pa．推動活塞壓縮氣體，穩(wěn)定后測得氣體的溫度和壓強分別為320K和1.6×105Pa．
①求此時氣體的體積；
②保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強變?yōu)?.8×105Pa，求此時氣體的體積．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．根據(jù)伏安法，由10V電源、0〜15V電壓表、0〜10mA電流表等器材，連接成測量較大阻值電阻的電路．由于電表內(nèi)阻的影響會造成測量誤差，為了避免此誤差，現(xiàn)在原有器材之外再提供一只高精度的電阻箱和單刀雙擲開關(guān)，某同學(xué)設(shè)計出了按圖甲電路來測量該未知電阻的實驗方案．

（1）請按圖甲電路，將圖乙中所給器材連接成實驗電路圖．
（2）請完成如下實驗步驟：
①先把開關(guān)S撥向Rx，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有一合適的讀數(shù)，并記錄兩表的讀數(shù)，U=8.12V，I=8.0mA，用伏安法初步估測電阻Rx的大小
②保持滑動變阻器動片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，將電阻箱阻值調(diào)到1000Ω左右，之后把開關(guān)S撥向電阻箱R，調(diào)整電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟1中的讀數(shù)一致．讀得此時電阻箱的阻值R=1000Ω．
③該未知電阻阻值為1000Ω．
（3）利用測得的數(shù)據(jù)，還可以得到電流表（填電流或者電壓）的內(nèi)電阻等于15Ω

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