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（10分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合外力F關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖所示為實(shí)驗(yàn)裝置圖。為了實(shí)驗(yàn)操作方便他用一些回形針來替代細(xì)砂。他的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．按圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛砂桶，反復(fù)移動(dòng)木板下的墊木直到小車做勻速
b．把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶，并在砂桶中放入10枚回形針（經(jīng)測(cè)量每枚回形針的質(zhì)量為m₀=0.5g），接通電源，放在小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在被小車帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，并在紙帶上寫上編號(hào)；
c．保持小車的質(zhì)量M不變，多次改變砂桶中釣的回形針的數(shù)量n，再重復(fù)步驟b；
d．算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值；并記入下表中
e．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示回形針的枚數(shù)n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出a－n圖線。


（1）如圖所示為n=30時(shí)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，這位同學(xué)已算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“l(fā)” 時(shí)紙帶的速度為v_l=0．54 m/s，請(qǐng)你繼續(xù)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“3”時(shí)紙帶的速度v₃=      m/s，表中第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為       m/s²。（均保留2位有效數(shù)字）。
（2）根據(jù)上表已描出部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)描出第3組數(shù)據(jù)并作出a隨n變化的圖線。        
（3）若作出的a－n圖線的斜率為k，縱坐標(biāo)軸上的截距為b，則可求得小車的質(zhì)量為        ；砂桶的質(zhì)量為          （結(jié)果用k、b及m₀等字母表示）。

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(Ⅰ)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上，C為彈簧測(cè)力計(jì)，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)．

a．該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為O點(diǎn)，順次選取5個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)量這5個(gè)點(diǎn)到O之間的距離，并計(jì)算出它們與O點(diǎn)之間的速度平方差ΔV²(ΔV²＝V²－V₀²)，填入下表：

若測(cè)出小車質(zhì)量為0.2 kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合外力的大小為________N

b．若該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測(cè)力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍．你認(rèn)為主要原因是________，如何消除這一誤差________．

(Ⅱ)．要測(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：

A．待測(cè)電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約3 K)

B．電流表A(量程3 A，內(nèi)阻0.01 Ω)

C．定值電阻R(阻值2 kΩ，額定電流50 mA)

D．蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)略小于3 V，內(nèi)阻不計(jì))

E．多用電表

F．開關(guān)S₁、S₂，導(dǎo)線若干

(1)有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

①用多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約10 Ω的電阻后，需要繼續(xù)測(cè)量一個(gè)阻值大約是3 kΩ左右的待測(cè)電壓電阻．請(qǐng)選擇以下必須的步驟，按操作順序?qū)懗觯篲_______．

A．用螺絲刀調(diào)節(jié)表盤下中間部位的指針定位螺絲，使表針指零

B．將紅表筆和黑表筆接觸

C．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1 k”位置

D．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置

E．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆表的“0”刻度

F．用表筆接觸約3 kΩ左右的電阻并測(cè)量

②若測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，則該電阻的測(cè)量值為________kΩ

(2)為了更精確地測(cè)出此電壓表內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙、圖丙的實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為其中較合理的電路圖是________，其理由是________．

(3)在圖丁中，根據(jù)你選擇的電路把實(shí)物連接好．

(4)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：________．

用上述所測(cè)量物理量的符號(hào)表示電壓表的內(nèi)阻R_V＝________

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一、選擇題

1．解析：兩球在最低點(diǎn)相碰撞后分開，有三種可能發(fā)生的情況：（1）兩球以不同的速度同向運(yùn)動(dòng)；（2）兩球以不同的速度反向運(yùn)動(dòng)；（3）一球靜止一球運(yùn)動(dòng)。但是無論是何種形式的情況，由于兩擺球的擺線一樣長(zhǎng)，由單擺的周期公式可知，其振動(dòng)周期相同。上述三種情況下擺球都是經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)間到達(dá)最低點(diǎn)發(fā)生第二次碰撞。正確答案是CD。

2．解析：彈簧振子的振動(dòng)周期有自身結(jié)構(gòu)決定與最大形變量無關(guān)，由此可知A選項(xiàng)正確。

3．解析：貨物在豎直方向上振動(dòng)時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，加速度方向豎直向下，且最大，貨物處于失重狀態(tài)，對(duì)底板的壓力最��；在最低點(diǎn)時(shí)，加速度方向豎直向上，且最大，貨物處于超重狀態(tài)，對(duì)底板的壓力最大。由圖可知，在時(shí)，貨物處于最高點(diǎn)，對(duì)車廂底板的壓力最��；在時(shí)，貨物處于最低點(diǎn)，對(duì)車廂底板的壓力最大。所以C選項(xiàng)正確。

4．解析：由圖可以看出，A波的波長(zhǎng)：

B波的波長(zhǎng)：

由波的周期性及題意可得：  T_A＝nT_B   (n＝1、2、3……)

所以：       (n＝1、2、3……)

當(dāng)n＝1時(shí)，C正確；當(dāng)n＝4時(shí)，B正確；當(dāng)n＝6時(shí)，A正確.。因此該題正確答案是ABC。

5．解析：由波動(dòng)圖像可知波長(zhǎng)λ＝4m。

(1)若波沿x軸正方向傳播：Δx＝（n +1/4）λ＝(4n+1)m      n=1、2、3……

波速＝（4n+1）m/s       波速可能值為1 m/s，5 m/s，9 m/s，13 m/s……

(2)若波沿x軸負(fù)方向傳播

Δx＝（n +3/4）λ＝(4n+3)m    n=1、2、3……    波速＝（4n+3）m/s   

波速可能值為3 m/s，7 m/s，11m/s，15 m/s……

由此可知波速不可能為10m/s，該題應(yīng)選D 。

6．解析：碰撞后由可知，擺長(zhǎng)不變周期不變，碰撞過程動(dòng)量守恒結(jié)合可得，選項(xiàng)D對(duì)。

7．解析：由圖像可知T=4s,A=2cm,若波沿x軸正向傳播，則二者間距為,若波沿x軸負(fù)向傳播，則二者間距為，所以波長(zhǎng)為4cm只是波沿x軸正向傳播的一種可能，所以BC對(duì)。

8．解析：由圖像可知 而波的頻率由波源決定與介質(zhì)無關(guān) 故，由故v₁=2v₂，所以選項(xiàng)C正確。

9．解析：兩個(gè)相干波源形成的干涉圖樣是穩(wěn)定的，加強(qiáng)區(qū)永遠(yuǎn)是加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)永遠(yuǎn)是減弱區(qū)（a、b處永遠(yuǎn)是加強(qiáng)區(qū)，c永遠(yuǎn)是減弱區(qū)），加強(qiáng)區(qū)部分（如圖中的a、b兩點(diǎn)）的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)的幅度加大而不會(huì)永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇。減弱區(qū)部分（圖中c點(diǎn)）振動(dòng)的振動(dòng)的幅度減小有兩列波的振幅相同時(shí)，減弱區(qū)才會(huì)出現(xiàn)疊加后合振幅為零，選項(xiàng)CD對(duì)。

10．解析：由題意 則 跟據(jù)波形平移法，波峰“移”至Q點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過的路程是0.9m。v=10m./s所需時(shí)間為0.9s。從-1處質(zhì)點(diǎn)的起振方向可知波源的起振方向?yàn)橄蛳拢?.9s之后P點(diǎn)處于波谷，故選ABD。

二、填空和實(shí)驗(yàn)題

11.解析： 測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)是從懸點(diǎn)到球心的距離，若用粗繩，粗繩質(zhì)量不能忽略，則擺長(zhǎng)無法測(cè)定，故選B ，鉛球密度大，擺動(dòng)中阻力的影響相對(duì)小些，擺長(zhǎng)的測(cè)定也相對(duì)準(zhǔn)確，故選D. 計(jì)時(shí)使用秒表方便，故選F．測(cè)長(zhǎng)度應(yīng)準(zhǔn)確到mm ，故選C ，本實(shí)驗(yàn)中不需測(cè)質(zhì)量，但必須將小球懸掛，故選I 。答案  B、D、F、C、I    

12．解析： A. 要用卡尺測(cè)擺球直徑d ，擺長(zhǎng)l等于擺線長(zhǎng)加上d／2 ． B. 周期T = t /29.5,  C．g應(yīng)多測(cè)量幾次，然后取g的平均值作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果．

13．解析：在t₁＝0.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置，P質(zhì)點(diǎn),Q點(diǎn)t=0時(shí)刻振動(dòng)方向向下，所以t₂=0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第二次通過平衡位置向上振動(dòng)。t₁＝0.9 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位處波峰故位移為2cm。答案 0.6   2

14．答案： 8   0.2     0    10    －8

三、計(jì)算題

15．解析：⑴A＝0.1 m                

⑵

16．解析： (1) A=15cm, =40cm, T=20s, f=0.05Hz  

(2) 向右。=2cm/s.    

(3)

17．解析：（1）有題意可知,t₁=0時(shí)波形應(yīng)為下圖中的實(shí)線所示，而t₂=0.1s時(shí)圖線為下圖中的虛線所示。若波由B向C傳播，由平移法（將實(shí)線波形向右平移即為虛線波形）可知,結(jié)合可得， 其中 同理，若波C向B傳播，由平移法[實(shí)線波形向左平移即為虛線波形]知,結(jié)合可得，其中

（2）只要預(yù)知波的傳播方向就能確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，因此帶入的表達(dá)式在的表達(dá)式中得到，n有整數(shù)解，故波是從B向C傳播的此時(shí),,C質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向下振動(dòng)。