26. (10分)一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板,以中线MN为界,对比观察左右两部分,发现粗糙程度可能不一样。哪一侧更粗糙?同学们进行了研究。

(1)①小华将滑块放在木板上,通过细线和固定的弹簧测力计相连,如图甲水平向右拉动木板,待示数稳定时,记下滑块经过左、右两部分时弹簧测力计的示数$F_{左}$和$F_{右}$,若$F_{左}＞F_{右}$,则木板的侧更粗糙,实验时(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板,理由:。若实验时在中线MN部分弹簧测力计的示数不稳定。原因是。
②小华左、右手戴上同样的手套,木板水平对称地放在左、右手上,现左手向左、右手向右,使两手距离快速增大,若木板向左运动,说明$F_{左}\_\_\_\_\_\_F_{右}$,则木板侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置,进行如下操作。
A. 将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点,另一端分别与同一滑块接触。
B. 移动滑块使弹簧压缩相同长度,由静止释放,使滑块越过MN但不滑离木板。
C. 分别测出滑块越过MN后滑行的距离$x_{1}$和$x_{2}$小明想根据$x_{1}$和$x_{2}$的大小关系判断木板的粗糙程度,小华提出疑义。
①为能根据$x_{1}$和$x_{2}$的大小关系作出正确判断,请指出小明实验中存在的问题是。
②简述改进方法:。
(3)小红使滑块分别从左、右两侧滑上木板,测出滑块运动的速度,作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度$v$与时间$t$的关系图线如图丙,则图线(选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙,判断的依据是。

26. (1)①左 不需要 滑块相对于桌面是静止的,受力平衡 滑块没有处于平衡状态 ②＞ 左
(2)①不能确定滑块经过中线MN时的速度相同
②将弹簧的一端固定在中线MN上,另一端分别与同一滑块接触,移动滑块使弹簧压缩相同的长度,由静止释放滑块,使滑块不滑离木板,分别测出滑块滑行的距离$x_1$和$x_2$
(3)b b图线物块的速度变化快

【分析】本题围绕探究木板左右两侧粗糙程度展开，需结合滑动摩擦力的平衡条件、实验控制变量法、运动学图像的物理意义分析。对于(1)①，拉动木板时滑块静止，受力平衡，弹簧测力计拉力等于滑动摩擦力，拉力越大则接触面越粗糙，且滑块平衡与木板是否匀速无关；(1)②中木板向左运动，说明左侧摩擦力更大，对应左侧更粗糙；(2)小明的实验未控制滑块经过中线MN时的速度相同，无法通过滑行距离判断粗糙程度，需改进为弹簧固定在MN处保证滑块到达MN时速度相同；(3)v-t图像中加速度越大，滑动摩擦力越大，接触面越粗糙，b图线速度变化快、加速度大，对应接触面更粗糙。
【解析】
(1)① 水平向右拉动木板时，滑块相对桌面静止，处于平衡状态，水平方向弹簧测力计拉力与滑动摩擦力二力平衡，故弹簧测力计示数等于滑块受到的滑动摩擦力。若$F_{左}＞F_{右}$，说明左侧滑动摩擦力更大，木板左侧更粗糙；滑块始终静止受力平衡，与木板是否匀速运动无关，因此不需要匀速拉动木板。若中线MN部分弹簧测力计示数不稳定，是因为滑块没有处于平衡状态，受力不平衡导致。
② 两手拉木板时，木板向左运动，说明左侧对木板的摩擦力大于右侧，即$F_{左}＞F_{右}$，则木板左侧更粗糙。
(2)① 小明实验中，弹簧固定在MN左右两侧的P、Q点，滑块压缩弹簧相同长度释放后，到达中线MN时的速度不相同，未控制滑块经过MN时的速度相同，无法根据滑行距离判断粗糙程度。
② 改进方法：将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板，分别测出滑块滑行的距离$x_1$和$x_2$，保证滑块到达MN时速度相同，控制变量。
(3) 滑块滑上木板做匀减速直线运动，v-t图像的斜率表示加速度，由$f=ma$可知，同一滑块质量相同，加速度越大则滑动摩擦力越大，接触面越粗糙。b图线斜率更大，速度变化更快，加速度更大，故b对应的接触面更粗糙。
【答案】
(1)① 左；不需要；滑块相对于桌面是静止的，受力平衡；滑块没有处于平衡状态
② ＞；左
(2)① 不能确定滑块经过中线MN时的速度相同
② 将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板，分别测出滑块滑行的距离$x_1$和$x_2$
(3) b；b图线物块的速度变化快
【知识点】滑动摩擦力、运动学图像、实验探究
【点评】本题以探究木板粗糙程度为载体，结合平衡条件、运动学图像及实验设计，考查学生对摩擦力知识的掌握和实验分析能力，需学生理解实验原理、识别实验缺陷并改进，综合性较强。
【难度系数】0.6

27.（5分）小明利用最大刻度值标有2.5 mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量，其实验步骤如下。
a. 先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
b. 用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为7.5 N。
c. 测出注射器全部刻度的长度为4 cm。
d. 根据测量数据，算出大气压的值。
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和。
(2)此注射器活塞的横截面积是$\mathrm{cm}^2$;根据实验数据计算出的大气压强是$\mathrm{Pa}$。
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此,小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定会使测量值小于真实值的是。
(4)小红对小明所做实验进行改进,在完成a、b步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2 N”这一实验步骤,这是为什么?。

27. (1)刻度尺
(2)0.625 $1.2×10^5$
(3)①④
(4)由二力平衡原理测量出摩擦力的大小,减小实验误差,增大实验准确性。

【分析】
本题是利用注射器测量大气压的实验题，需结合实验原理、压强公式、误差分析等知识解答：
(1) 实验中需测量注射器全部刻度的长度，据此判断缺少的器材；
(2) 利用注射器容积和刻度长度计算活塞横截面积，再结合拉力用压强公式计算大气压强；
(3) 分析各误差原因对拉力的影响，进而判断测量值与真实值的大小关系；
(4) 明确原实验拉力包含大气压力和活塞与筒壁的摩擦力，添加步骤的目的是修正摩擦力带来的误差。
【解析】
(1) 实验步骤c需要测量注射器全部刻度的长度，因此还需要刻度尺；
(2) 注射器容积$V=2.5\ \mathrm{mL}=2.5\ \mathrm{cm}^3$，刻度长度$L=4\ \mathrm{cm}$，活塞横截面积$S=\frac{V}{L}=\frac{2.5\ \mathrm{cm}^3}{4\ \mathrm{cm}}=0.625\ \mathrm{cm}^2$；
大气压力$F=7.5\ \mathrm{N}$，$S=0.625\ \mathrm{cm}^2=0.625×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$，大气压强$p=\frac{F}{S}=\frac{7.5\ \mathrm{N}}{0.625×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$；
(3) ①小孔有残余气体，内部气压抵消部分大气压，拉力偏小，测量值偏小；②活塞与筒壁摩擦，拉力偏大，测量值偏大；③示数读准是偶然误差，不必然偏小；④活塞不完全密封，漏气导致内部有气压，拉力偏小，测量值偏小；故一定使测量值小于真实值的是①④；
(4) 原实验拉力包含大气压力和活塞与筒壁的摩擦力，添加步骤可测出摩擦力大小，修正实验结果，减小误差，提高准确性。
【答案】
(1) 刻度尺
(2) $0.625$；$1.2×10^5$
(3) ①④
(4) 测量出活塞与注射器筒壁间的摩擦力，减小实验误差，提高实验准确性
【知识点】
大气压强的测量，压强的计算，实验误差分析
【点评】
本题考查大气压强测量实验的核心知识点，涵盖实验器材、压强计算、误差分析及实验改进，要求学生理解实验原理，掌握相关计算方法，能准确分析误差原因，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5