2024届全国100所名校单元测试示范卷·物理[24·G3DY·物理-R-必考-HUN]六试题

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12.(6分)某同学用如图甲所示的装置探究平抛运动的特点,固定在水平地面上的斜面POO上方的弧形轨道末端水平,小球从弧形轨道上不同位置下滑,从末端水平飞出,在末端P点有一速度传感器(图中未画出),可测出小球经P点做平抛运动的初速度v0。改变小球的释放位置,从而改变小球在P处的速度v0,测出小球的落点到OP的距离x,记录的数据如图乙所示。当地重力加速度大小g=9.8m/s^2,若用直尺测得斜面的高度PO=m,斜面的长度PQ=m,就验证了平抛运动的规律。(结果均保留两位小数)

(3)实验小组同学逐渐增加细沙的质量,得到多组数据,以小车的加速度a为纵轴,以小沙桶和细沙的总重力mg为横轴,得到如图丙所示的图像,经过分析,他们认为AB段是曲线的原因是细沙和小沙桶的总质量m不满足远小于小车的质量M,于是他们过A点作出曲线的切线,过B点作横轴的垂线,与切线的交点为C,,与横轴的交点为D,D点的横坐标为m。g,,用刻度尺分别测量BC和BD的长度,发现BD=3.5BC,则小车的质量M=(结果用m0表示);(4)通过分析和讨论,实验小组同学对实验装置进行了改进(实验已平衡摩擦力),实验装置如图丁所示,根据测得的数据绘制出小车加速度a随着力传感器示数F变化的关系图线,若小车的质量与(3)中相等,则图线的斜率k=(结果用m0表示)。图丁