某同学利用打点计时器、已知质量为m的滑块、可调节高度的斜面、直尺等仪器进行《探究动能定理》的实验（如图11），他首先将打点计时器固定在斜面的上端，并将滑块与纸带相连，让纸带穿过打点计时器，接通低压交流电源（已知频率为f）后释放滑块，打点计时器在纸带上打下一系列记数点。

 

回答下列问题：（用已知字母表示）

（1）写出影响滑块动能变化的主要因素

（2）（3分）该实验探究中为了求合外力，应先求出滑块与斜面的动摩擦因数。该同学通过多次调节斜面的高度，得到一条打点间距均匀的纸带（如图12），此时相对应的斜面长为L斜面高为h. 由此可求出滑块与斜面的动摩擦因数为μ= ――――――-

（3）（2分）保持斜面长度不变，升高斜面高度到H（H>h），该同学在实验中得到一条打点清晰的纸带（如图13），用直尺测出S₁ S₂ S₃ ，对A、B两点研究：

此时滑块在A、B两点的速度大小为：V_A = ――――――   V_B   = ――――――――

（4）（3分）如果该同学在记录数据时各物理量的单位分别是：L、H、S₁、S₂、S₃为cm,m为kg，f为Hz，g为m/s²，对AB段进行研究，在实验允许的误差范围内，该同学根据记录的数据直接计算合外力对滑块所做的功为W，滑块动能的改变量为△E k，结果发现两者的差别很大，请分析其原因。写出该同学计算出的数值W与△E k之间正确关系的表达式。

13.如题13（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移优传感器，它能将滑块A 到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象.整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度h.（取重力加速度g=9.8m/s²，结果可保留一位有效数字）.

 

题13（a）图

（1）现给滑块A 一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如题13（b）图所示.从力线可得滑块A下滑时的加速度a＝         m/s²,摩擦力对滑块A运动的影响         .（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变         ，可验证质量一定时，加速度与力成正比关系；通过改变         ，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系.

（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t图线如题13（c）图.图线不对称是由于         造成的，通过图线可求得滑板的倾角＝         （用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数＝         .

 

题13（b）图

题13（c）图

【选做部分】

考生必须从中选择2道题作答。

1.【物理—物理3-3】

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知V_A=0.3 m³,T_A=T_C=300 K,T_B=400 K。

（1）求气体在状态B时的体积。

（2）说明B→C过程压强变化的微观原因。

（3）设A→B过程气体吸收热量为Q₁，B→C过程气体放出热量为Q₂，比较Q₁、Q₂的大小说明原因。

2.【物理—物理3-4】

（1）图1为一简谐波在t=0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=Asin5πt，求该波的波速，并画出t=0.3 s时的波形图（至少画出一个波长）。

图1

（2）一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图2为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为，求sinα的值。

图2

3.【物理—物理3-5】

（1）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的，生成两个动能均为8.9MeV的（1MeV=1.6×10^-13/J）

①上述核反应方程式为_____________________________。

②质量亏损为_____________ kg。

（2）如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为m_A=m_C=2m,m_B=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧（弹簧与滑块不栓接）。开始时A、B以共同速度v₀运动，C静止，某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。