題目列表(包括答案和解析)
(1)(6分)甲乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律”的實驗,裝置如圖所示。
①兩位同學用砝碼盤(連同砝碼)的重力作為小車受到的合力,需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響,將長木板的一端適當墊高,在不掛砝碼盤的情況下,輕推小車,能使小車做_______________運動。另外,還應(yīng)滿足砝碼盤(連同砝碼)的質(zhì)量m 小車的質(zhì)量M。(填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”)接下來,甲同學在保持小車質(zhì)量不變的條件下,研究加速度與合力的關(guān)系;乙同學在保持合力不變的條件下,研究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
②甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量,就能得出小車的加速度a。圖2是某次實驗所打出的一條紙帶,在紙帶上標出了5個計數(shù)點,在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出,圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。
實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以算出小車的加速度a= m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)(12分)小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率,所用電阻絲的電阻約為20Ω。他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上,在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾,沿電阻絲移動金屬夾,可改變其與電阻絲接觸點P的位置,從而改變接入電路中電阻絲的長度?晒┻x擇的器材還有:
電池組E(電動勢為3.0V,內(nèi)阻約1Ω);
電流表A1(量程0~100mA,內(nèi)阻約5W);
電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω);
電阻箱R(0~999.9W);
開關(guān)、導(dǎo)線若干。
小明的實驗操作步驟如下:
A.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d; |
B.根據(jù)所提供的實驗器材,設(shè)計并連接好如圖甲所示的實驗電路; |
C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大,閉合開關(guān); |
D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L; |
(1)(6分)甲乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律”的實驗,裝置如圖所示。
①兩位同學用砝碼盤(連同砝碼)的重力作為小車受到的合力,需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響,將長木板的一端適當墊高,在不掛砝碼盤的情況下,輕推小車,能使小車做_______________運動。另外,還應(yīng)滿足砝碼盤(連同砝碼)的質(zhì)量m 小車的質(zhì)量M。(填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”)接下來,甲同學在保持小車質(zhì)量不變的條件下,研究加速度與合力的關(guān)系;乙同學在保持合力不變的條件下,研究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
②甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量,就能得出小車的加速度a。圖2是某次實驗所打出的一條紙帶,在紙帶上標出了5個計數(shù)點,在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出,圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。
實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以算出小車的加速度a= m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)(12分)小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率,所用電阻絲的電阻約為20Ω。他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上,在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾,沿電阻絲移動金屬夾,可改變其與電阻絲接觸點P的位置,從而改變接入電路中電阻絲的長度?晒┻x擇的器材還有:
電池組E(電動勢為3.0V,內(nèi)阻約1Ω);
電流表A1(量程0~100mA,內(nèi)阻約5W);
電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω);
電阻箱R(0~999.9W);
開關(guān)、導(dǎo)線若干。
小明的實驗操作步驟如下:
A.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d;
B.根據(jù)所提供的實驗器材,設(shè)計并連接好如圖甲所示的實驗電路;
C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大,閉合開關(guān);
D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L;
E.改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表再次滿偏。重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L。
F.斷開開關(guān)。
①小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數(shù)如圖乙所示,則這次測量中該電阻絲直徑的測量值d=____________ mm;
②實驗中電流表應(yīng)選擇_____________(選填“A1”或“A2”);
③小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0,再結(jié)合測出的電阻絲直徑d,可求出這種電阻絲材料的電阻率r=____________(用給定的物理量符號和已知常數(shù)表示)。
④若在本實驗中的操作、讀數(shù)及計算均正確無誤,那么由于電流表內(nèi)阻的存在,對電阻率的測量結(jié)果是否會產(chǎn)生影響?若有影響,請說明測量結(jié)果將偏大還是偏小。(不要求分析的過程,只回答出分析結(jié)果即可)
答: 。
一、1、BD 2、A 3、C 4、C 5、C 6、B 7、AC8、BC
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(6分)
10、(12分)(1)R3. R2. E. (4 分,少一個扣1 分)
(2)13.3Ω. (4 分)
(3)滑動變阻器斷路; R2斷路或R3短路. (4 分,少一種情況扣1 分)
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)提升夯錘的過程中需做功
J……………①(2分)
則卷揚機的輸入功率為W………(2分)
由于是單相交流電,則
A……………③(2分)
或者用 解 ,則更簡單
(2)依靠自重樁料可下沉
m ……………④(2分)
夯在打擊前的速度為……………⑤(1分)
打擊后的共同速度為,……………⑥(2分)
下沖過程的阻力是隨距離均勻變化的力,可用平均力求做功,下沖過程用動能定理
……………⑦(3分)
∴,
則第一夯打擊后樁料深入泥土的深度為1.65m ……………⑥(2分)
12、(18分)⑴小球受力如圖所示 qE=mgcotα…(2分) E=mg/q……………………………(2分)
⑵設(shè)小球在D點速度為vD,在水平方向由牛頓第二定律得:
qE=max………………(1分) ………………………………………………(2分)
小球在D點離開水平面的條件是: qvDB=mg……………………………………………(2分)
得:d=…………………………………………………………………………………(2分)
⑶當速度方向與電場力和重力合力方向垂直
時,速度最大,……………………(2分)
則:……(2分)
R = kh ………………………………(1分)
…………………(3分)
13、(20分)(1)ab棒做勻速直線運動,說明它受到的安培力與滑動摩擦力是一對平衡力,故有 := 所以:(4分)
即:(3分)
(3分)
當ab棒勻速運動時,說明它所受到的安培力不變,也就是回路的感應(yīng)電動勢不變,此時cd棒也在做勻速運動,它受到的外力等于它受到的安培力和滑動摩擦力之和,由于ab棒和cd棒中的電流相同,長度相同,在同一磁場中,它們受到的安培力大小相等,方向相反,
所以:
作用在cd上的拉力F的功率為P,(2分)
(2)當cd棒突然停止運動,而ab棒做切割磁感線的運動,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中受到安培力(方向與剛才相反)和滑動摩擦力的共同作用使ab棒做減速運動,直到停止,此過程是一個加速度減小的減速運動,令△S是ab棒運動時掃過的面積,是與此面積相對應(yīng)ab棒滑動的距離.
則:
所以: (4分)
此過程中克服摩擦力的功為 :
由能量守恒可知兩金屬棒上消耗的電能共為:
(4分)
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