内容正文:
山东省北镇中学高69级第一次考试物理试题
时长:90分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求
1. 关于电源以下说法正确的是( )
A. 电源实质上也一个用电器,也需要外界提供能量
B. 电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C. 只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
2. 中国民航总局规定:严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机。某充电宝铭牌标识如图所示,下列说法正确的是( )
产品名称:充电宝
产品型号:K112
电池容量:
电源输入:
电源输出:
转换率: 80%
A. 和均为能量单位
B. 该充电宝的输出功率为
C. 机场限定的是充电宝储存的能量不超过
D. 该款充电宝能给电池容量为的设备充满电4次
3. 对于质量一定的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化,动能一定变化 B. 动能变化,动量一定变化
C 速度不变,动量可能改变 D. 速度不变,动能可能改变
4. 图甲是充电宝正给一部手机充电,等效电路如图乙所示。假设充电开始后一段时间t内充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变。已知手机电池内阻为r、充满电后电动势为E,下列说法正确的是( )
A. 充电宝的输出电压U = Ir
B. 充满电后手机电池的电动势E = U+Ir
C. 在时间t内,手机电池产生的焦耳热
D. 在时间t内,手机电池储存的化学能E化 = UIt-I2rt
5. 在短道速滑接力赛中,“接棒”运动员甲在“交棒”运动员乙前面向前滑行,追上时乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。不计阻力,则( )
A. 乙对甲的冲量与甲对乙的冲量大小相等
B. 甲的动量变化一定比乙的动量变化快
C. 甲的动量变化量与乙的动量变化量大小不等
D. 甲的速度变化量与乙的速度变化量大小相等
6. 电子绕核运动可等效为一环形电流,如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为,电子质量为,电荷量为,静电力常量为,则此环形电流的大小为( )
A. B.
C D.
7. 一个质量为4kg物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合外力F随时间t变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. s时物体的速度方向反向
B. 前2s内合外力做的功为4J
C. s时物体的动量大小为8 kg·m/s
D. 前6s内合外力的冲量大小为12 N·s
8. 如图所示,用长度为L的轻质细绳悬挂一个质量为M的木块,一个质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为和v。子弹穿过木块的时间和空气阻力不计,木块和子弹可以看作质点,以木块初始位置为零势能点,下列说法正确的是( )
A. 子弹穿透木块过程中,子弹、木块组成的系统动量守恒,机械能守恒
B. 子弹刚穿透木块时,木块速度为
C. 子弹刚穿透木块时,绳子拉力为
D. 木块摆至最大高度时,重力势能为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,U=42V,下列说法正确的是( )
A. R1、R2、R3、R4的电压之比等于4:2:1:1
B. R1、R2、R3、R4的电流之比等于4:2:1:2
C. R1、R2、R3、R4的功率之比等于12:6:1:2
D. 电路的总电阻等于21Ω,总功率等于126W
10. 如图所示,直线I为某电源的伏安特性曲线,曲线Ⅱ为某小灯泡的伏安特性曲线。则下列判断中正确的是( )
A. 电源的电动势
B. 电源的内阻
C. 该灯泡直接与该电源相接时,灯泡电阻为1Ω
D. 该灯泡直接与该电源相接时,灯泡功率为1.5W
11. 我国是世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、运营动车组最多、商业运营速度最高的国家。高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,则启动阶段描述列车动能、动量与位移、时间之间关系的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示,电源电动势E、内阻r恒定,定值电阻的阻值等于r,定值电阻的阻值等于2r,闭合开关S,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 理想电压表示数增大,理想电压表示数增大,理想电流表A示数减小
B. 带电液滴将向下运动,定值电阻中有从a流向b的瞬间电流
C.
D. 电源的输出功率减小
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 超薄柔性导电薄膜,可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲,某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面,已知该材料在室温下的电阻率为,用多用电表粗测其电阻,用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
(1)游标卡尺测量出涂层的长度为L,宽度为d。
(2)现有如下器材可用于精确测量涂层阻值:
①电源E(电动势为3V、内阻约为)
②电压表V(量程1.0V、内阻为1000Ω)
③电流表A1(量程0.06A、内阻)、A2(量程6A、内阻)
④滑动变阻器R1(阻值20Ω),滑动变阻器R2(阻值)
⑤定值电阻R0(阻值)
⑥导线若干,开关一只
(1)测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显,减小相对读数误差,电流表应选________;为了测量范围大一些,滑动变阻器R应选________。(均用所选仪器的符号表示)
(2)请在图丙虚框中画出所需元件,并在图丁中完成实物连线________。
(3)经测量,电压表示数为U,电流表示数为I,则该涂层上下总厚度为________(用题目所给的物理量符号表示)。
14. 某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻(0.3Ω左右)。根据实验室提供的器材设计了如图所示的电路。其中电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约6);定值电阻(阻值1.0Ω);滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)。
(1)电流表指针位置如图二所示,其示数为___________A。
(2)测得多组电压表、电流表的示数U、I,作出图像如图三所示,则由图像可得电池的电动势__________V,电池的内阻__________Ω(结果保留1位小数)。
15. 如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”。电源的电动势E=6V,内阻未知,限流电阻R0=4.8Ω。闭合开关S后,当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V,理想电流表示数为0.5A。 求:
(1)电源内阻大小。
(2)液体消耗的电功率。
16. 一弹性球从距地面高h=0.8m处自由下落,与水平地面接触后立即竖直向上反弹,反弹的初速度大小v=3m/s。弹性球的质量m=0.1kg,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。则
(1)求弹性球落地前瞬间速度v0的大小;
(2)求与地面碰撞过程中,弹性球动量变化量的大小;
(3)若弹性球与地面接触时间t=0.5s,求与地面碰撞过程中弹性球受到地面的平均阻力F的大小。
17. 如图所示,电源电动势、内阻,定值电阻、,为电阻箱,电容器的电容,闭合开关S,电路稳定后。求:
(1)开关S1闭合前,通过的电流大小;
(2)开关S1闭合后,调节电阻箱时,电容器所带的电荷量Q;
(3)开关S1闭合后,要使与的总电功率最大,的阻值大小。
18. 甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶,速度大小均为v0=6m/s,甲车上有质量为m=1kg的小球若干个,甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50kg,乙和他的小车的总质量为M2=30kg.为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面为v=16.5m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住.
(1)甲第一次抛球时对小球的冲量;
(2)乙接到第一个球后的速度(保留一位小数);
(3)为保证两车不相撞,甲总共抛出的小球个数是多少?
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山东省北镇中学高69级第一次考试物理试题
时长:90分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求
1. 关于电源以下说法正确的是( )
A. 电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
B. 电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C. 只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
【答案】B
【解析】
【详解】A.电源是将其他形式能转化为电能的装置。A错误;
B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能,B正确;
C.只要电路中有电源,且电路是闭合的,电路中才有电流。C错误;
D.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持两极之间有稳定的电势差。D错误。
故选B。
2. 中国民航总局规定:严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机。某充电宝铭牌标识如图所示,下列说法正确的是( )
产品名称:充电宝
产品型号:K112
电池容量:
电源输入:
电源输出:
转换率: 80%
A. 和均为能量单位
B. 该充电宝的输出功率为
C. 机场限定的是充电宝储存的能量不超过
D. 该款充电宝能给电池容量为的设备充满电4次
【答案】C
【解析】
【详解】A.是能量单位,是电荷量单位,故A错误;
B.该充电宝的输出功率为
故B错误;
C.机场限定的是充电宝储存的能量不超过
故C正确;
D.该款充电宝电池容量为,根据
可知该款充电宝能给电池容量为的设备充满电少于4次,故D错误。
故选C。
3. 对于质量一定的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化,动能一定变化 B. 动能变化,动量一定变化
C. 速度不变,动量可能改变 D. 速度不变,动能可能改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于质量一定的物体,动量变化时,可能只是速度方向发生变化,速度大小不变,则物体的动能不变,故A错误;
B.对于质量一定的物体,动能变化时,速度大小一定发生变化,则动量一定变化,故B正确;
CD.对于质量一定的物体,速度不变时,动量一定不变,动能一定不变,故CD错误。
故选B。
4. 图甲是充电宝正给一部手机充电,等效电路如图乙所示。假设充电开始后一段时间t内充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变。已知手机电池内阻为r、充满电后电动势为E,下列说法正确的是( )
A. 充电宝的输出电压U = Ir
B. 充满电后手机电池的电动势E = U+Ir
C. 在时间t内,手机电池产生的焦耳热
D. 在时间t内,手机电池储存的化学能E化 = UIt-I2rt
【答案】D
【解析】
【详解】A.手机电池不是纯电阻,则输出电压
U ≠ Ir
A错误;
B.充满电后不再有电流,则E = U,B错误;
C.手机电池内阻为r,电流I,根据焦耳定律,时间t内,手机电池产生的焦耳热为I2rt,C错误;
D.根据能量守恒定律,手机电池储存的化学能为UIt-I2rt,D正确。
故选D。
5. 在短道速滑接力赛中,“接棒”运动员甲在“交棒”运动员乙前面向前滑行,追上时乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。不计阻力,则( )
A. 乙对甲的冲量与甲对乙的冲量大小相等
B. 甲的动量变化一定比乙的动量变化快
C. 甲的动量变化量与乙的动量变化量大小不等
D. 甲的速度变化量与乙的速度变化量大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为冲量是矢量,甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反,由冲量的定义I=Ft分析可知,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,故A正确;
B.动量变化率大小为F,即动量的变化率大小为二者的相互作用力,大小相等,所以甲的动量变化与乙的动量变化一样快,故B错误;
C.由知即甲、乙的动量变化一定大小相等,方向相反。故C错误;
D.由,可知由于甲、乙的质量大小关系未知,所以甲的速度变化量与乙的速度变化量大小不一定相等。故D错误。
故选A。
6. 电子绕核运动可等效为一环形电流,如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为,电子质量为,电荷量为,静电力常量为,则此环形电流的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电子绕核做匀速圆周运动,库仑力提供向心力,可得
则电子运动的周期为
根据电流的定义得
故选C。
7. 一个质量为4kg的物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合外力F随时间t变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. s时物体的速度方向反向
B. 前2s内合外力做的功为4J
C. s时物体的动量大小为8 kg·m/s
D. 前6s内合外力的冲量大小为12 N·s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,s时物体的速度大小是
可知在前4s内物体做加速运动,s时合外力F的方向是负方向,物体开始做减速运动,但速度的方向不变,仍是正方向,故A错误;
B.在4s内物体的加速度为
物体在前2s内的位移为
由力对物体做功的计算公式可得,前2s内合外力做的功为
故B错误;
C.由动量的计算公式可得,s时物体的动量大小为
故C正确;
D.由图像与时间轴所围的面积表示力对物体的冲量可得,前6s内合外力的冲量大小为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,用长度为L的轻质细绳悬挂一个质量为M的木块,一个质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为和v。子弹穿过木块的时间和空气阻力不计,木块和子弹可以看作质点,以木块初始位置为零势能点,下列说法正确的是( )
A. 子弹穿透木块过程中,子弹、木块组成的系统动量守恒,机械能守恒
B. 子弹刚穿透木块时,木块速度为
C. 子弹刚穿透木块时,绳子的拉力为
D. 木块摆至最大高度时,重力势能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.子弹穿透木块过程中,子弹木块组成的系统水平方向合外力为0,水平方向动量守恒,竖直方向合外力不为零,故系统动量不守恒;子弹穿透木块过程中,子弹与木块间有摩擦,一部分机械能转化成内能,故机械能不守恒,故A错误;
B.子弹木块组成的系统水平方向动量守恒,得
解得子弹刚穿透木块时,木块速度为
故B正确;
C.子弹穿透木块时,向心力
绳子的拉力大小
故C错误;
D.从子弹穿出到木块摆至最大高度时,对木块根据机械能守恒得
木块摆至最大高度时,重力势能为
故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,U=42V,下列说法正确的是( )
A. R1、R2、R3、R4的电压之比等于4:2:1:1
B. R1、R2、R3、R4的电流之比等于4:2:1:2
C. R1、R2、R3、R4的功率之比等于12:6:1:2
D. 电路的总电阻等于21Ω,总功率等于126W
【答案】AC
【解析】
【详解】A.R3与R4的总电阻
由于R1、R2及R′串联,电流相等,则电压之比等于电阻之比,故电压之比为4:2:1:1;故A正确;
B.流过R3与R4的电流之比与电阻成反比,故电流之比为1:2;而流过R1与R2的电流之比为1:1;流过R3的电流与干路电流的关系为
故电流之比为3:3:1:2;故B错误;
C.R1、R2串联,功率之比为2:1;R3与R4并联,由可知,功率之比为
P3:P4=1:2
流过R3的电流与干路电流的关系为
则
P2:P3=6:1
故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12:6:1:2;故C正确;
D.电路中的总电阻为
根据欧姆定律得
则总功率
P=I2R=9×14W=126W
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,直线I为某电源的伏安特性曲线,曲线Ⅱ为某小灯泡的伏安特性曲线。则下列判断中正确的是( )
A. 电源的电动势
B. 电源的内阻
C. 该灯泡直接与该电源相接时,灯泡电阻1Ω
D. 该灯泡直接与该电源相接时,灯泡功率为1.5W
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律可得
可知电源的图像纵轴截距等于电动势,斜率绝对值等于内阻,则有
,
故A正确,B错误;
CD.该灯泡直接与该电源相接时,由图像交点可知,灯泡电阻为
灯泡功率为
故C错误,D正确。
故选AD。
11. 我国是世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、运营动车组最多、商业运营速度最高的国家。高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,则启动阶段描述列车动能、动量与位移、时间之间关系的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,根据运动学公式可得
,
根据动量表达式可得
,
根据动能表达式可得
,
故选ABC。
12. 如图所示,电源电动势E、内阻r恒定,定值电阻的阻值等于r,定值电阻的阻值等于2r,闭合开关S,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 理想电压表示数增大,理想电压表示数增大,理想电流表A示数减小
B. 带电液滴将向下运动,定值电阻中有从a流向b的瞬间电流
C.
D. 电源的输出功率减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.分析电路可知,当开关S闭合,滑动变阻器与定值电阻串联后接在电源两端;将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电路电流减小,理想电流表A示数减小;理想电压表V1测量定值电阻两端的电压,据欧姆定律可得
电路电流减小,则变小,即理想电压表示数减小;而理想电压表V2测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
电路电流减小,电源内阻上分得的电压变小,电源路端电压增大,理想电压表V2的示数增大,故A错误;
B.理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
电路电流减小,则增大;根据
可知电容器的电荷量Q增大,电容器充电,所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流;
又
,
可得
电荷量Q增大,E增大,向上的电场力增大,则带电液滴将向上运动,故B错误;
C.理想电压表V1测量定值电阻两端的电压,据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
电路中定值电阻的阻值等于电源内阻r的阻值,当电路中电流增大,电阻的阻值不变,故
故C正确;
D.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下:
定值电阻的阻值等于电源内阻r的阻值,将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的外电阻阻值从大于内阻r继续增大,则电源的输出功率减小,故D正确。
故选CD
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 超薄柔性导电薄膜,可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲,某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面,已知该材料在室温下的电阻率为,用多用电表粗测其电阻,用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
(1)游标卡尺测量出涂层的长度为L,宽度为d。
(2)现有如下器材可用于精确测量涂层阻值:
①电源E(电动势为3V、内阻约为)
②电压表V(量程1.0V、内阻为1000Ω)
③电流表A1(量程0.06A、内阻)、A2(量程6A、内阻)
④滑动变阻器R1(阻值20Ω),滑动变阻器R2(阻值)
⑤定值电阻R0(阻值)
⑥导线若干,开关一只
(1)测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显,减小相对读数误差,电流表应选________;为了测量范围大一些,滑动变阻器R应选________。(均用所选仪器的符号表示)
(2)请在图丙虚框中画出所需元件,并在图丁中完成实物连线________。
(3)经测量,电压表示数为U,电流表示数为I,则该涂层上下总厚度为________(用题目所给的物理量符号表示)。
【答案】(1) ①. A1 ②. R1
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验测导电薄膜的电阻,通过待测电阻的最大电流为
测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显,减小相对读数误差,当电流表选择量程A1。
[2]此时被测电阻两端的电压3V,而电压表V量程只有1.0V,为了放大电压表量程,可以利用定值电阻串联,当电压表示数为1V,则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些,应采用滑动变阻器应采用分压接法,滑动变阻器应选总阻值小的R1。
【小问2详解】
由(3)分析可得,实验电路、实物连线如图所示
【小问3详解】
根据欧姆定律
又
解得
14. 某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻(0.3Ω左右)。根据实验室提供的器材设计了如图所示的电路。其中电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约6);定值电阻(阻值1.0Ω);滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)。
(1)电流表指针位置如图二所示,其示数为___________A。
(2)测得多组电压表、电流表的示数U、I,作出图像如图三所示,则由图像可得电池的电动势__________V,电池的内阻__________Ω(结果保留1位小数)。
【答案】(1)0.16
(2) ①. 1.5 ②. 0.4
【解析】
【小问1详解】
电流表分度值是0.02A,读数为0.16A。
【小问2详解】
[1]根据
则纵截距为电源电动势,则电动势为
[2]斜率的绝对值为
故电池的内阻为
15. 如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”。电源的电动势E=6V,内阻未知,限流电阻R0=4.8Ω。闭合开关S后,当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V,理想电流表示数为0.5A。 求:
(1)电源内阻大小
(2)液体消耗的电功率。
【答案】(1)0.2Ω;(2)1.75W
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+I(R0+r)
解得电源内阻为
r=0.2 Ω
(2)液体消耗的电功率为
P=UI=3.5×0.5 W=1.75 W
16. 一弹性球从距地面高h=0.8m处自由下落,与水平地面接触后立即竖直向上反弹,反弹的初速度大小v=3m/s。弹性球的质量m=0.1kg,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。则
(1)求弹性球落地前瞬间速度v0的大小;
(2)求与地面碰撞过程中,弹性球动量变化量的大小;
(3)若弹性球与地面接触时间t=0.5s,求与地面碰撞过程中弹性球受到地面的平均阻力F的大小。
【答案】(1)4m/s;(2)0.7kg∙m/s;(3)2.4N
【解析】
【详解】(1)弹性球落地前瞬间速度v0的大小
(2)设向上为正方向,则与地面碰撞过程中,弹性球动量变化量的大小
(3)弹性球与地面接触时间内由动量定理
解得与地面碰撞过程中弹性球受到地面的平均阻力
F=2.4N
17. 如图所示,电源电动势、内阻,定值电阻、,为电阻箱,电容器的电容,闭合开关S,电路稳定后。求:
(1)开关S1闭合前,通过的电流大小;
(2)开关S1闭合后,调节电阻箱时,电容器所带的电荷量Q;
(3)开关S1闭合后,要使与的总电功率最大,的阻值大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律,开关S1闭合前,通过的电流为
代入数据解得
(2)开关S1闭合后,调节电阻箱时,与的并联电阻
电容器两端电压为
代入数据解得
此时电容器所带的电荷量
(3)开关S1闭合后,设电路中的电流为,设和的并联电阻为,有
则与的总电功率
等效内阻,根据数学知识可知当时,P有最大值,解得
18. 甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶,速度大小均为v0=6m/s,甲车上有质量为m=1kg的小球若干个,甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50kg,乙和他的小车的总质量为M2=30kg.为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面为v=16.5m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住.
(1)甲第一次抛球时对小球的冲量;
(2)乙接到第一个球后速度(保留一位小数);
(3)为保证两车不相撞,甲总共抛出的小球个数是多少?
【答案】(1)10.5N·s,水平向右;(2)5.3m/s,水平向左;(3)15
【解析】
【详解】(1)根据动量定理有
I=mv-mv0
解得
I=10.5N·s,方向水平向右
(2)对小球和乙的整体,根据动量守恒定律有
M2v0-mv=(M2+m)v1
解得
v1=5.3m/s,方向水平向左
(3)对所有物体组成的系统,根据动量守恒定律有
M1v0-M2v0=(M1+M2)v
对乙和他的小车及小球组成的系统,根据动量守恒定律有
M2v0-nmv=(M2+nm)v
解得
n=15
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