5．某班級(jí)同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．

甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個(gè)力傳感器，小車乙上固定一個(gè)加速度傳感器（可以測(cè)量乙在任意時(shí)刻的加速度大�。�，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運(yùn)動(dòng)，利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說法中正確的是BD
A．軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
B．軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中，在小車乙向下運(yùn)動(dòng)的過程中均可采集數(shù)據(jù)
D．實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車乙（含加速度傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖2所示．最后一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)?jiān)趫D中完成該組的a-F圖線．
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
拉力F（N）24.520.017.512.08.14.8
加速度a（m/s2）16.313.311.78.05.43.2
（3）在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系，可直接利用圖中的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請(qǐng)寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線（即F相同），記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；
②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸，以質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$為橫軸．

分析 （1）注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象；
（3）反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．

解答 解：（1）A、本實(shí)驗(yàn)是研究小車乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系，所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過程中采集數(shù)據(jù)，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

（3）①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．
故答案為：（1）BD；�。�2）圖象如圖所示；（3）①在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線（即F相同），記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；②加速度a；質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題；應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法；實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng)，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．要測(cè)量?jī)蓚�(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒有直接的測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材：輕質(zhì)定滑輪（質(zhì)量和摩擦可忽略）、砝碼一套（總質(zhì)量m=0.5kg）、細(xì)線、刻度尺、秒表．他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識(shí)，改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量．請(qǐng)完成下列步驟．
（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，設(shè)右邊沙袋A的質(zhì)量分別為m1，左邊沙袋B的質(zhì)量為m2；
（2）取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋中，剩余砝碼都放在左邊沙袋中，發(fā)現(xiàn)A下降，B上升；（左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量始終不變）
（3）用刻度尺測(cè)出A從靜止下降的距離h，用秒表測(cè)出A下降所用的時(shí)間t，則可知A的加速度大小a=$\frac{2h}{{t}_{\;}^{2}}$；
（4）改變m′，測(cè)量相應(yīng)的加速度a，得到多組m′及a的數(shù)據(jù)，作出a-m′（選填“a-m′”或“a-$\frac{1}{m′}$”）圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，小球在豎直向下的力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮，小球靜止．現(xiàn)若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，則此過程中下列說法錯(cuò)誤的是（　�。�
A．小球的速度先增大后減小B．小球離開彈簧時(shí)速度最大
C．小球速度最大時(shí)加速度為零D．小球加速度先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

13．如圖所示，在O點(diǎn)放置一個(gè)正點(diǎn)電荷Q，ABC為一光滑的豎直絕緣桿，桿與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓（圖中虛線）相交于B、C兩點(diǎn)，一個(gè)帶正電的小球穿在桿上，將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q．∠BOC=60°，A、C間距離為h．若小球通過B點(diǎn)的速度大小為v，試求：
（1）小球通過C點(diǎn)的速度大�。�
（2）小球由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中電勢(shì)能的增加量．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．圖中MN是由一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線．一個(gè)帶正電的粒子+q飛入電場(chǎng)后，只受電場(chǎng)力的作用下沿一條曲線（圖中虛線）運(yùn)動(dòng)，a、b是該曲線上的兩點(diǎn)，則（　　）
A．a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ea小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Eb
B．a點(diǎn)的電勢(shì)Ua低于b點(diǎn)的電勢(shì)Ub
C．粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能Eka小于在b點(diǎn)的動(dòng)能Ekb
D．粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能Epa低于在b點(diǎn)的電勢(shì)能Epb

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．用如圖1所示的裝置“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”，帶滑輪的長(zhǎng)木板水平固定，跨過小車上定滑輪的兩根細(xì)線均處于水平．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是AB．（填步驟序號(hào)）
A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)F0；
B．改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶
C．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）以拉力傳感器示數(shù)的二倍F（F=2F0）為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象如圖2所示，則可能正確的是C．

（3）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖3所示的紙帶，按時(shí)間順序取0、1、2、…、5共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，1～5每相鄰兩個(gè)點(diǎn)間各有四個(gè)打印點(diǎn)未畫出，用刻度尺測(cè)出1、2、…、5各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為：10.92、18.22、23.96、28.30、31.10（cm），通過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交流電頻率為50Hz．則：小車的加速度大小為1.5m/s2，（結(jié)果保留一位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系．一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，裝有力傳感器的小車由繞過定滑輪的細(xì)繩與砂桶連接，小車后面連接通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶．主要操作如下：
①緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到輕推小車后小車緩慢運(yùn)動(dòng)，記下此時(shí)傳感器的示數(shù)F0．
②再將小車放回原處并按住，向小桶中加入一定量的細(xì)砂，此狀態(tài)下傳感器的示數(shù)記為F1；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（交變電流的頻率為50Hz），釋放小車，小車運(yùn)動(dòng)過程中傳感器的示數(shù)記為F2．將F1、F2數(shù)值記錄在該條紙帶上．
③改變砂桶中砂的質(zhì)量，重復(fù)步驟②，獲得多組數(shù)據(jù)．

（1）某次實(shí)驗(yàn)中，打出的一條紙帶如圖乙所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車的加速度a=0.18m/s2．
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．描繪小車加速度a與力F（F=F1-F0）的關(guān)系圖象是B．

（3）同一次實(shí)驗(yàn)中，小車釋放前傳感器示數(shù)F1與小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F2的關(guān)系是F1＞F2（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）保持小車和力傳感器質(zhì)量不變時(shí)，研究a與合力F的關(guān)系時(shí)，F(xiàn)=C．較為合理．
A．F1B．F2C．F1-F0D．F2-F0．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

14．如圖所示，在小車上固定一直角硬桿ABC，分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)繩將小球P懸吊起來．輕彈簧的勁度系數(shù)為k，小球P的質(zhì)量為m，當(dāng)小車沿水平地面以加速度a向右運(yùn)動(dòng)而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輕彈簧保持豎直，而細(xì)繩與桿的豎直部分的夾角為θ，試求此時(shí)彈簧的形變量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．描繪一個(gè)標(biāo)有“3V  0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3v，并便于操作，已選用的器材有：
電池組（電動(dòng)勢(shì)為4.5v，內(nèi)阻約1Ω）；
電流表（0～250mA，內(nèi)阻約5Ω）
電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電建一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的A
A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω，額定電流1A）
B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1750Ω，額定電流0.3A）
（2）請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫入圖1的方框中．
（3）實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示．將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是1.0W．

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