解答题 （共 13 题 ），解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.
（1）根据纸带可判定小车做 $\_\_\_\_$运动。
（2）根据纸带计算各点瞬时速度：$v_D=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}, v_C=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}, \quad v_B=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ．在如图所示坐标中作出小车的 $v-t$ 图线，并根据图线求出纸带的加速度 $a=$ $\_\_\_\_$ ．
（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ，此速度的物理意义是
$\_\_\_\_$ ．
某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离
（1）物块下滑时的加速度 $a=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$ ，打 $C$ 点时物块的速度 $v=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ；
（2）已知重力加速度大小为 $g$ ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是 $\_\_\_\_$ （填正确答案标号）。
A．物块的质量
B．斜面的高度
C．斜面的倾角
光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，$a 、 b$ 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 $a 、 b$ 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中 $M N$ 是水平桌面，$Q$ 是长木板与桌面的接触点， 1 和 2 是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端 $P$ 点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门 $1 、 2$ 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 $1.0 \times 10^{-2} \mathrm{~s}$ 和 $4.0 \times 10^{-3} \mathrm{~s}$ ．用精度为 0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度 $d$ ，其示数如图丙所示．
（1）滑块的宽度 $d=$ $\_\_\_\_$ cm ．
（2）滑块通过光电门 1 时的速度 $v_1=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ，滑块通过光电门 2 时的速度 $v_2=$
$\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ．（结果保留两位有效数字）
（3）由此测得的瞬时速度 $v_1$ 和 $v_2$ 只是一个近似值，它们实质上是通过光电门 1 和 2 时的
$\_\_\_\_$ ，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将 $\_\_\_\_$的宽度减小一些．
研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记时点未画出．
（1）部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是： $\_\_\_\_$ （用字母填写）．
（2）图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 $T=$ $\_\_\_\_$ s．
（3）计数点 5 对应的瞬时速度大小计算式为 $v_5=$ $\_\_\_\_$。
（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为 $a=$ $\_\_\_\_$ ．
在暗室中用如图（甲）所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
① 在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率 $f_1$ 一滴滴地落下；
② 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的闪光频率 $f_2$ 直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；
③ 用坚直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度；
④采集数据进行处理。
（1）实验中第一次看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是 $\_\_\_\_$。
（2）实验中观察到水滴＂固定不动＂时的闪光频率为 30 Hz ，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图（乙）所示，根据数据测得当地重力加速度 $g=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2 ;$
第 8 个水滴此时的速度 $v_8=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ 。（结果均保留三位有效数字）
（3）该实验存在造成系统误差的原因可能有（答出一条即可）：
如图甲所示是运用 DIS 实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。
（1）固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量。超声波脉冲 $\_\_\_\_$红外线脉冲（填＂快于＂或＂慢于＂）。
（2）图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机所绘制的小车运动的速度一时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为 $a=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$ ；小车的运动方向是 $\_\_\_\_$ （选填＂向左＂或＂向右＂）运动。
某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
1）实验中，必要的措施是 $\_\_\_\_$。
A．先释放小车再接通电源
B．先接通电源再释放小车
C．将小车放在靠近打点计时器的一端
D．将小车放在远离打点计时器的一端
（2）他实验时将打点计时器接到频率为 100 Hz 的电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有 9 个点，图中未画出）。
$$
s_1=3.59 \mathrm{~cm}, s_2=4.41 \mathrm{~cm}, s_3=5.19 \mathrm{~cm}, s_4=5.97 \mathrm{~cm}, s_5=6.78 \mathrm{~cm}, s_6=7.64 \mathrm{~cm} \text {, 则 }
$$
小车的加速度 $a=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$（充分利用测量的数据），打点计时器在打 $B$ 点时小车的速度 $v_B=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ 。（结果均保留两位有效数字）
研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为 3.0 cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为 0.015 s ，通过第二个光电门的时间为 0.010 s ，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 0.250 s 。则滑块的加速度大小为 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$ ，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 $\_\_\_\_$ （选填＂偏大＂＂偏小＂或＂相同＂）。
某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。
（1）常见的打点计时器使用的是 $\_\_\_\_$电源（＂直流＂或＂交流＂）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是 $\_\_\_\_$ ；
A．释放纸带的同时，按通电源
B．先接通电源打点，后释放纸带运动
C．先释放纸带运动，后接通电源打点
D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小
（3）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出 7 个计数点，分别标上 $O 、 A 、 B 、 C 、 D 、 E$ 和 $F$ ，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是 50 Hz 。
① 如果测得 $C 、 D$ 两点间距 $x_4=2.70 \mathrm{~cm}, D 、 E$ 两点间距 $x_5=2.90 \mathrm{~cm}$ ，则打 $D$ 点时小车的速度 $v_D=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$（结果保留 3 位有效数字）；
② 该同学分别算出其他各点的速度：$v_A=0.220 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, v_B=0.241 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, v_C=0.258 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, v_E= 0.300 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的 $v-t$ 图像 $\_\_\_\_$ ，并说明小车速度变化的规律 $\_\_\_\_$。
小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，将打点计时器固定在某处，在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示，在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离，图中所标数据的单位是cm。
（1）小华利用家庭电源来做实验，因此应该选择 $\_\_\_\_$打点计时器，工作电压为
$\_\_\_\_$。
（2）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下 1、2、3、4、5 这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点 6 时小车的速度（结果保留 3 位有效数字）并填入下表 $\_\_\_\_$。
（3）根据v-t图像可知，小车运动的加速度为 m/s2（保留2位有效数字）
某同学按如图所示装置做＂探究小车速度随时间变化的规律＂的实验。
（1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的有 $\_\_\_\_$。
A．电磁打点计时器接在直流电源上了
B．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
C．小车离打点计时器过远
（2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，$A 、 B 、 C 、 D$ 为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔 $T=0.02 \mathrm{~s}$ ）。由于操作不慎，$C$ 点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得 $A$ 点在刻度尺上位置的读数为 $\_\_\_\_$ cm ，在打下 $C$ 点时小车的速度最接近于 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$（结果保留三位有效数字）。
某探究小组同学为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器滴下小水滴的时间间隔相等，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器滴水的时间间隔为0.5s）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是 $\_\_\_\_$运动的。
A．从右向左
B．从左向右
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速直线运动。小车运动到图（b）中 A 点位置时的速度大小为 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ ，加速度大小为 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$ 。（结果均保留 2 位有效数字）
下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
（1）已知打点计时器电源频率为 50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 $\_\_\_\_$ s，
（2）$A B C D$ 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出 $A$ 、 $B$ 两点间距 $s=$ $\_\_\_\_$ $\mathrm{m}, A 、 B$ 两点间的时间间隔为 $\_\_\_\_$ $\mathrm{s} ; C$ 点对应的速度是
$\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$（计算结果保留三位有效数字），加速度为 $\_\_\_\_$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}^2$ 。
