四、作图题：
18.已知：物块重P，小球重G，滑轮不计重量，各杆自重不计，摩擦不计求：各个物块及整体的受力图。
DGPCBA EK
五、实验探究试题: 19. 如图所示，天平横梁上左右两端刀口间距L＝40厘米，游码刻度两端间距L＝30厘米，共刻20格，总刻度范围是0～1克.则游码质量为 .
20.汽车正在走进我们的家庭．研究发现，在无风状态下，
汽车在高速行驶时受到的空气阻力f主要与汽车正面投影面积S和汽车行驶速度v有关，通过汽车在风洞实验室模拟实验得到如下数据：
f /102 N v / (ms-1) S / m2 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 20 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 30 4.4 5.6 6.8 7.9 8.9 40 8.0 10.1 11.9 14.0 16.1 50 12.6 15.6 18.7 21.8 25.1 60 18.0 22.5 27.1 31.5 35.9 （1）请根据表中数据在（a）图中作出正面投影面积为3.0 m2的汽车的f－v图线；为了
求出此汽车的f与v间的具体关系，请你选取合适的坐标轴，在（b）图中作出线性图线．
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O 20 40 60 16 8 O 32 24 f /102 N （a）
80 v/ (ms-1)
（b）
（2）汽车受到的空气阻力f与汽车正面投影面积S 、行驶速度v 的关系可表示为f= （比例系数用k表示）；
（3）上式中比例系数k＝ ，其大小可能与 因素有关（写出一个因素即可）．
21. 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐
-3-3
标表示时间，纵坐标表示接受到的激光信号强度，图中Δt1=1.0×10s，Δt2=0.8×10s。则：（1）激光器和传感器沿半径移动的方向是 （填“向内”或“向外”）； （2）图（b）中第三个激光信号的宽度Δt3= s
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22.某校物理兴趣小组设计一个玻璃管测力计：横截面积S=1﹒00cm的一端封闭、一端开口的玻璃管内，一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气，活塞连结一个秤钩。将测力计开口向下竖直悬挂，下端秤钩挂上砝码，如图所示。现将不同质量的砝码m挂在秤钩上，稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L，在实验过程中，气体的温度保持不变，四次实验部分数据记录在下面的表格上：
（1）通过计算，将数据填入表内两个空白处。 实验时大气压强1 2 3 4 P0= 帕。m/ Kg 0.000 0.100 0.250 (用科学计数法表L / cm 2.00 2.22 3.36 示，保留三位有效数
字，即其系数计算到小数点后两位)
在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力大小F= N.空柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而 （填：均匀，不均匀）变化。
（2）通过实验，同学们发现用玻璃管测力计来测力，还存在一些不足之处，其中主要的不足之处：① ； ② 。
23.借助运动传感器用计算机可发测出运动物体的速度．如图（1）所示，传感器系统由两个小盒子A、B组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，它装在被测物体上，每隔相同时间可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲；B盒装有红外线接收器和超声波接收器，且静止．B盒收到红外线脉冲和超声波脉冲会显示在计算机的计时屏幕上，大尖峰为红外线脉冲，小尖峰为超声波脉冲．计时屏幕横轴坐标每格为0.02s．在某次测量时，屏幕上显示如图（2）所示的脉冲，由此可知，小车A正 （选填靠近或远离）B盒运动，该小车运动的速度为 m/s．（声速取340m/s）
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红外线 B 计算机 超声波 A t 图1
图2
24. 如图所示的实验装置中的横杆能够绕竖直轴旋转，横杆在转动过程中，由于摩擦阻力的作用，横杆会越转越慢。在横杆的一端装有宽度为d＝0.005m的竖直“挡光圆柱”，当“挡光圆柱”通过光电门时，光电门就记录挡光的时间间隔，“挡光圆柱”宽度与挡光时间之比，可以近似认为是“挡光圆柱”在该时刻的速度。横杆每转一圈，光电门就记录一次“挡光圆柱”挡光时间。
横杆 n （t10－3s） v＝d/t（m/s） 1.80 … … … v2（m2/s2） 3.24 3.13 3.02 2.91 1 2.778 光电门 2 2.826 3 2.877 4 2.931 5 2.9挡光圆柱 在一次实验中记录下横杆转动圈数n和
… 88 每次挡光的时间t，并计算出“挡光圆柱”在
6 3.0该时刻的速度以及速度的平方（部分数据如表
… 2.69 49 中所示）。请计算表中当n＝5时，v2＝
7 3.1________m2/s2；如果继续测量“挡光圆柱”
… 2.58 13 的速度，那么当n＝15时，“挡光圆柱”的速
8 3.1度为________m/s；“挡光圆柱”速度大小v
… 2.47 81 与横杆转动圈数n的关系为
________________。 9 3.2… 2.36 25.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测55 量车速和行程的装置示意图。A为光源，B为3.31光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小0 33 … 2.25 车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转…… … … 动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙
后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和
数据是 ，小车速度的表达式为v= ；行程的表达式为s= 。
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六、判断与说理题:
26.2007年2月28日乌鲁木齐开往阿克苏的旅客列车遭遇浮尘天气，由于瞬时大风造成第9至19节车厢脱轨，当时的风力达13级，瞬间最大风速达27.9m/s。根据流体力学知识，流体对物体的作用力可用f = αρ0Av2来表达。其中α为一系数，A为物体的截面积，ρ0为空气密度，v为物体相对于流体的速度。已知空气密度ρ0= 1.25kg/m3，球体积公式为V = 4/3πr 3。 （1）若有一个特制的风力发电机能在如此恶劣的情况下工作，它将空气的动能转化为电能的效率为20%，有效受风面积为4.0 m2，则此发电机在风速为27.9m/s时输出的电功率为多大？（α=0.5）
（2）若某次大风使空气中悬浮微粒浓度达到了5.8×10-6kg/m3，悬浮颗粒的平均密度ρ’为2.0×103kg/m3。悬浮微粒中约1/50为可吸入颗粒，其平均直径为5×10-8m，求：1.0 m3
空气中约含有多少颗可吸入颗粒？
（3）若沙尘颗粒的密度ρs= 2.8×103kg/m3，沙尘颗粒为球形，半径r = 2.5×10-4m，地球表面处α = 0.45，试估算地面附近形成扬沙天气的风速至少为多少？.
（4）若在大风中有一密度为ρ的立方体恰能被水平方向风力吹得翻倒，推算该物体所受重力与风速的几次方成正比，并请用此结论简要解释火车在大风中脱轨的原因。
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