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三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)某实验小组利用DIS向心力实验器来探究影响向心力大小的因素。如图所示为
DS向心力实验器的结构图，图中已标明各部件名称。当砝码随着旋转臂一起在水平面内
做圆周运动时，力传感器通过牵引杆可以测得砝码所需要的向心力F,旋转臂另一端的挡
光杆经过光电门时，可获得挡光时间△t。已知砝码到旋转轴的距离为1，挡光杆到旋转
轴的距离为r2,挡光杆的直径为d,砝码的质量为m。
力传感器
光电门
牵引杆
挡光杆
砝码
旋转臂
旋转轴
(1)砝码做匀速圆周运动的角速度可以表达为ω=
(用题目中所给的物理量字
母表达)；
(2)实验时，改变旋转的角速度，可以测得多组F和△t的数据，要探究向心力F与旋转
臂转动角速度ω之间的关系，需要保证
(填写题目中所给的物理量字母)和
(填写题目中所给的物理量字母)不变，并以F为纵轴，以
(选填“△t”、“△2”、“1”
△t
或“之为横轴，建立坐标系，描点连线，若连线为过原点的直线，即可得到相应绢论
14.(8分)某实验小组利用如图甲所示的装置来探究“加速度与力和质量的关系”。气垫导轨
放置于水平桌面上，两个光电门G1、G2固定在导轨的一侧，滑块上固定有条形挡光片与力
传感器，细线绕过导轨一端的光滑定滑轮，两端分别连接在力传感器上和钩码上。当滑块
通过G1、G2两个光电门时，可以测得并记录光束被遮挡的时间△t1、△t2,力传感器可以测
得滑块所受的拉力大小F。已知挡光片的宽度为D,两光电门间的距离为x。
高三物理试题第5页（共8页）
al(m's2)
3.50
3.00
2.50
2.00
力传感器
1.50
1挡光片
1.00
M
0.50
77i7777777777777777777777
出FAN
·X
0.100.200.300.400.500.600.70
钩码
甲
乙
(1)在本实验中下列说法正确的是
A.气垫导轨由于阻力非常小，实验时不需要进行调水平
B.需要保证钩码的质量远小于滑块的质量才能完成本实验探究
C.选用宽度较小的挡光片进行实验可以减小实验误差
D.适当增加两光电门间的距离可以减小实验误差
(2)本实验中，计算滑块加速度的表达式为a=
(用△t1、△t2、D、x表示)；
(3)该实验小组先保持滑块（包括传感器及挡光片）质量不变，改变所挂钩码的质量，多次
重复测量，利用测得数据作出α-F图线；再在滑块上固定一物体，重复实验，同样利用测得数
据作出a-F图线，两条图线如图乙中I和Ⅱ所示。则固定物体后作出的a-F图线应为图线
(选填“I”或“Ⅱ”)，所固定物体的质量m=kg(结果保留两位有效数字)。
15.(7分)如图所示，氦气球下用轻绳系着重物一起以v。=10m/s的速度沿竖直方向向上匀
速运动，当离开地面的高度为h。=15m时，剪断轻绳。已知氦气球与重物的质量相等，剪
断轻绳前后氨气球所受浮力不变，不计空气阻力，不计轻绳的长度，重力加速度为
g=10m/s2,求
(1)剪断轻绳后到重物落到地面上的过程中，重物的运动时间；
(2)重物落地时，与氦气球之间的高度差。
自
高三物理试题第6页（共8页）

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