Question

（1）在研究碰撞中的動量守恒實驗中，讓質(zhì)量為m₁的小球從圓弧軌道上沿軌道向下運動，去碰原來靜止在小支柱上的質(zhì)量為m₂的小球．
①選用小球時，應(yīng)滿足[]
A．m₁=m₂ B．m₁＞m₂
C．m₁＜m₂ D．m₁＜＜m₂
②實驗要求[]
A．圓弧軌道必須是光滑的
B．軌道末端的切線是水平的
C．m₁與m₂的球心在碰撞的瞬間在同一高度
D．m₁每次都從同一高度釋放（無初速）
③必須測量[]
A．小球質(zhì)量m₁和m₂
B．小球半徑r₁和r₂
C．桌面到地面的高度h
D．小球m₁的起始高度
E．小球的飛行時間
F．小球m₁未碰撞時飛出的水平距離
G．小球m₁和m₂碰撞后兩球飛出的水平距離
（2）（10分）有一個額定電壓為2.8V，功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的I-U圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻6kΩ）
B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻30kΩ）
C．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.1Ω）
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
E．滑動變阻器（10Ω，2A）
F．滑動變阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄電池（電動勢6V，內(nèi)阻不計）
①用如圖所示的電路進行測量，電壓表應(yīng)選用

A

，電流表應(yīng)選用

D

滑動變阻器應(yīng)選用

E

．（用序號字母表示）
②通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為

10

Ω．
③若將此燈泡與電動勢6V、內(nèi)阻不計的電源相連，要使燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個阻值為

11.4

Ω的電阻．

Answer 1

分析：（1）①為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．
②為了保證小球做平拋運動，必須使斜槽的末端切線水平且m₁與m₂的球心在碰撞的瞬間在同一高度．為了保證每次小球運動的情況相同，故應(yīng)該讓入射小球a每次從同一位置滾下．
③由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關(guān)系速度用水平位移替代．要驗證動量守恒還需要測量質(zhì)量．
（2）①由題目中給出的條件燈泡的功率及額定電壓可以選出電流表及電壓表；
②根據(jù)U-I圖象讀出電壓為2.8V時的電流，根據(jù)歐姆定律求解電阻；
③燈泡正常發(fā)光時的電壓和電流是知道的，先根據(jù)電壓關(guān)系求解電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求解電阻；

解答：解：（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞過程中動能守恒，故有

1

2

m₁v₀²=

1

2

m₁v₁²+

1

2

m₂v₂²
解得v₁=

m1-m2

m1+m2

v0
要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m₁-m₂＞0，
故選B
②為了保證小球做平拋運動，必須使斜槽的末端切線水平且m₁與m₂的球心在碰撞的瞬間在同一高度．為了保證每次小球運動的情況相同，故應(yīng)該讓入射小球a每次從同一位置滾下．所以BCD正確，圓弧軌道不需要是光滑，故A錯誤．
故選BCD
③由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關(guān)系速度用水平位移替代，要驗證動量守恒還需要測量兩個小球質(zhì)量．所以需要測量的是ABFG．
（2）①因燈泡的額定電壓為2.8V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于2.8V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確；故只能選用A電壓表；
由P=UI得，燈泡的額定電流I=

P

U

=

0.8

2.8

A=0.286A，故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；
變阻器用分壓接法，應(yīng)選小阻值的E．
②根據(jù)U-I圖象讀出電壓為2.8V時的電流為0.28A，所以R=

U

I

=

2.8

0.28

=10Ω；
③電阻兩端的電壓U=6-2.8V=3.2V，電流為0.28A，所以R=

U

I

=

3.2

0.28

=11.4Ω；
故答案為：（1）①B       ②BCD    ③ABFG；
（2）①A，D，E；②10．③11.4

點評：（1）實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上，故下落的時間相同，所以在實驗的過程當中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當中水平方向發(fā)生的位移，可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目．
（2）本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應(yīng)注意滑動變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應(yīng)用，同時還應(yīng)明確內(nèi)外接法的不同及判斷．