内容正文:
2024—2025学年度第一学期高二第一次月考试题
物理
(实验班)
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意。)
1. 如图所示,O为弹簧振子的平衡位置,时刻把小球向左拉到某位置静止释放。以水平向右为正方向,下列描述球相对O点的位移x、球的速度v、球所受回复力F、球的加速度a随时间t变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.向右为正方向,时刻,小球在左方,位移是负的,A错误;
B.小球运动过程中加速度不是恒定的,不会做匀变速运动,B错误;
C.小球运动过程中,合力
且时刻,小球在左方,位移是负的,回复力F为正,C错误;
D.由
知,a与x大小成正比,方向相反,D正确。
故选D。
2. 在巴黎奥运会上,中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示,在某次跳水比赛中,假设运动员入水前做竖直上抛运动,从离开跳板瞬间开始计时,取竖直向下为正方向,该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示,其中部分为直线。则( )
A. 时刻运动员离水面最高 B. 时刻运动员离水面最高
C. 时刻运动员所受重力瞬时功率最大 D. 运动员所受重力冲量为零
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由乙图可知,时刻运动员向上减速到零,故时刻运动员离水面最高,故A正确,B错误;
C.由乙图可知,时刻运动员的速度为零,故此时的重力瞬时功率为零,故C错误;
D.根据
可知运动员所受重力冲量不为零,故D错误。
故选A。
3. 如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为ρ,单位体积内自由电子个数为n,自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A. 通过直导线的电流为
B. 通电直导线的电阻为
C. 导体棒两端的电压为
D. 一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.时间t内通过某一截面的电荷量
q=nevtS
由
可得
故A错误;
B.通电直导线的电阻
故B错误;
C.导体棒两端的电压
U=IR
解得
故C正确;
D.电子从直导线右端运动到左端过程中,电场力对该电子做的功
故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示的U-Ⅰ图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机和“4V,2W”的灯泡串联接入电路,如图乙所示。电动机正常工作,灯泡也正常发光。下列说法正确的是( )
A. 电源电动势为9V,内阻为2.25Ω B. 电路中的电流为1A
C. 电动机的工作效率约为96% D. 电源效率约为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律
结合图像的斜率与截距可知
V
故A错误;
B.灯泡正常发光,则有
A
故B错误;
C.电动机的电压为
V
电动机的功率为
W
热功率为
W
电动机的工作效率约为
故C正确;
D.电源的效率为
故D错误;
故选C。
5. 如图是一种儿童玩具火箭,用脚猛踩气囊时,压缩的空气就会将小火箭发射出去.已知小火箭的质量为100g,空气对其作用时间为0.1s,上升的最大高度为3.2m,g取,不计空气阻力,则压缩空气对小火箭的作用力为( )
A. 7N B. 8N C. 9N D. 10N
【答案】C
【解析】
【详解】设火箭上升的初速度为,则有
代入数据解得
在空气对火箭作用的0.1s内,根据动量定理有
代入数据解得
故选C。
6. 某同学用微安表(量程10mA,内阻90Ω)、电阻箱和电阻箱。组装成一个多用电表,有电流100mA和电压3V两挡,改装电路如图所示。则、的阻值应调到( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】微安表并联一个小电阻改装成更大量程的电流表,串联一个大电阻改装成电压表,根据改装电路,可得
解得
解得
故选A。
7. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,其中F的最大值,已知摆球质量,重力加速度取,取9.8,不计摆线质量及空气阻力,下列说法不正确的( )
A. 单摆周期为0.8s B. 单摆摆长为0.64m
C. F的最小值 D. 若仅将摆球质量变为200g,单摆周期不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据单摆振动的规律可知,在一个周期内摆球会两次经过最低点,即摆线会出现两次拉力最大的时刻,则由题图乙可知单摆周期为1.6s,故A错误;
B.根据单摆周期公式
可得单摆摆长为
故B正确;
C.设单摆的摆角为2θ,当摆球摆到最高点时摆线拉力最小,为
设摆球运动至最低点时的速度大小为v,则根据机械能守恒定律有
在最低点时,根据牛顿第二定律有
联立解得
故C正确;
D.根据单摆周期公式可知周期与摆球质量无关,所以若仅将摆球质量变为200g,单摆周期不变,故D正确。
此题选择不正确选项,故选A。
8. 如图所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起,从高度为h处自由落下,h远大于两小球半径,落地瞬间,B先与地面碰撞,后与A碰撞,所有的碰撞都是弹性碰撞,且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2=3m1,则A反弹后能达到的高度为( )
A. h B. 2h C. 3h D. 4h
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】下降过程为自由落体运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得
v2=2gh
解得触地时两球速度相同,为
m2碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,选m1与m2碰撞过程为研究过程,碰撞前后动量守恒,设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2,选向上方向为正方向,由动量守恒定律得:
m2v-m1v=m1v1+m2v2
由能量守恒定律得
由题可知
m2=3m1
联立解得
反弹后高度为
故D正确,ABC错误。
故选D。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子,在C、D两点之间做简谐运动,O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上为正方向,在一个周期内的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B. 振子做简谐运动的表达式为
C. 的时间内,振子通过的路程为
D. 和时,振子的速度不同,但加速度大小相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.振子在点受到的回复力为零,即弹簧弹力等于振子自身重力大小。A错误;
B.由图乙可得,振子的振幅
振子的周期
圆频率
初相位
振子做简谐运动的表达式为
B正确;
C.0.5s~1.0s的时间内,振子从平衡位置运动到了最大位移处,所以通过的路程为一个振幅
C正确;
D.t=0.25s和t=0.75s时,振子的速度大小相同,方向都向上,由对称性可知,回复力大小相等,由牛顿第二定律得加速度大小相等。D错误。
故选BC。
10. 某学习小组利用假期往返海南,北京两地,研究了单摆周期与摆长的关系,图甲是两地的—L图像,图乙是在海南绘制的不同摆长的振动图像,关于本次实验,下列说法正确的是( )
A. 图甲中A代表重力加速度小,是海南测量的图像
B. 图甲中B代表重力加速度小,是海南测量的图像
C. 图乙中a、b对应的摆长比为2∶3
D. 图乙中a、b对应的摆长比为4∶9
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据
可得
图甲中A斜率大,则代表重力加速度小,是海南测量的图像,选项A正确,B错误;
CD.图乙中a、b对应的周期之比为2:3,根据
可知摆长比为4∶9,选项C错误,D正确。
故选AD。
11. 一根张紧的水平绳上挂了5个小球,摆长,使A摆动后,其他四个摆随之振动。则达到稳定时( )
A. B摆的周期最大 B. 这四个摆的周期各不相同
C. 只有B摆发生共振现象 D. 在B摆的振幅大于E摆的振幅
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.B、C、D、E四个小球都做受迫振动,其振动周期与A球振动周期相同,故AB错误;
CD.根据可知B摆的固有频率与A摆的振动频率相同,所以只有B摆发生共振现象,B摆的摆幅最大,故CD正确。
故选CD。
12. 如图所示的电路中,两个定值电阻、的阻值都为,滑动变阻器的阻值范围为,电源电动势为、内阻为,当变阻器的滑片由端滑到端过程,则( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小
C. 电源的输出功率减小 D. 通过滑动变阻器的电流增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当变阻器的滑片由端滑到端过程,滑动变阻器的有效电阻逐渐增大,电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律,电路的干路电流减小,即电流表示数减小。A正确;
B.干路电流减小,则内电压减小,根据闭合电路的欧姆定律,外电压增大,即电压表示数增大。B错误;
C.当变阻器的滑片在端时,外电阻为R,此时内外电阻相等,电源的输出功率最大,此后随着外电阻的增大,根据电源的输出功率与外电阻的关系图像可知
电源的输出功率减小。C正确;
D.干路电流减小,则的电压减小,因为外电压增大,所以并联电路的电压增大,则的电流增大,所以通过滑动变阻器的电流减小。D错误。
故选AC。
13. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C,现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 运动过程中,A、B、C组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 球摆到最低点过程,C球的速度为
C. C球第一次摆到最低点过程中,木块A、B向右移动的距离
D. C向左运动能达到的最大高度
【答案】CD
【解析】
【详解】A.木块A、B和小球C组成的系统在水平方向合力为零,而在竖直方向合力不为零,故此系统在水平方向上动量守恒,而在竖直方向上动量不守恒,所以此系统的动量不守恒,故A错误;
B.小球C第一次到达最低点时,设此时A、B共同速度大小为vAB,C的速度大小为vC,此过程水平方向动量守恒可得
由机械能守恒定律得
解得
故B错误;
C.小球C第一次摆到最低点过程中,设C的水平速度大小为v1,木块A、B的速度大小为v2,对A、B、C组成的系统,根据水平方向动量守恒得
可得此过程中C的水平速度大小与木块A、B的速度大小之比始终为
则小球C第一次摆到最低点过程中,C的水平位移大小x1与木块A、B的位移大小x2之比也为
由几何关系得
解得木块A、B向右移动的距离为
故C正确;
D.球C第一次由最低点向左摆至最高点的过程,A与C组成的系统在水平方向上动量守恒,球C向左摆至最高点时两者共速,以水平向左为正方向,根据动量守恒定律与机械能守恒定律得
解得
故D正确。
故选CD。
三、实验题(本题有2个小题,14题10分,15题10分,共20分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。)
14. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为___________,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为___________,如图丙所示,用多用电表挡粗测其电阻为___________。
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选___________,电流表应选___________,滑动变阻器应选___________。(均填器材前的字母代号)
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(阻值范围)
F.滑动变阻器(阻值范围)
G.直流电源(电动势为,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(3)若流经圆柱体的电流为,圆柱体两端的电压为,圆柱体横截面的直径和长度分别用表示,则用表示该圆柱体电阻率的关系式为___________。
【答案】 ①. 1.844(均可) ②. 4.240 ③. 6.0##6 ④. A ⑤. C ⑥. E ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读,由题图甲知,圆柱体的直径为
[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度,由题图乙知,长度为
[3]多用电表的读数为电阻的粗测值,其电阻为;
(2)[4]电源电动势为,所以电压表应选量程的;
[5]为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,电压表内电阻较大,待测圆柱体的电阻较小,故采用电流表外接法误差较小;电路中的电流约为
所以电流表量程应选量程的;
[6]待测电阻大约,若用滑动变阻器(阻值范围)调节非常不方便,且额定电流太小,所以应用滑动变阻器(阻值范围)。
(3)[7]由
,,
解得
15. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线__________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为__________V(保留3位有效数字)、内阻为__________(保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为__________(保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值__________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. ②. 1.58 ③. 0.64 ④. 2.5 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]实物连线如图:
(2)[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得
由图像可知
E=1.58V
内阻
(3)[4]根据
可得
由图像可知
解得
(4)[5]由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。
四、综合分析与计算题(本题共3小题,16题10分,17题12分,18题14分,共36分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
16. 如图所示,轻弹簧的下端系着AB两球,,系统静止时弹簧伸长,未超出弹性限度。若剪断AB间的细绳,则A在竖直方向做简谐运动。求:
(1)弹簧的劲度系数。
(2)的振幅多大。
(3)球的最大加速度多大。(取)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)挂AB两球时有
解得
(2)剪断AB间细绳后,球平衡时由
可得,弹簧的伸长量为
刚剪断细绳时弹簧比球平衡时多伸长的长度就是振幅,即
(3)振动中球的最大加速度
17. 如图(a)所示,在光滑的水平面上有甲、乙两辆碰碰车,质量为30 kg的小孩乘甲车以5 m/s的速度水平向右匀速运动,甲车的质量为15 kg,乙车静止于甲车滑行的前方。
(1) 两车碰撞前后的位置随时间变化的图像如图(b)所示, 求乙车的质量。
(2)为了避免甲、乙两车相撞,小孩可以在适当距离,快速从甲车跳到乙车上。求小孩最少以多大的速度(相对于地面)跳离甲车,才能避免甲乙相撞。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)90kg;(2)
【解析】
【详解】(1)由图可知,碰撞前甲车的速度大小
碰撞后甲车的速度大小
负号表示方向向左
乙车的速度大小
甲、乙两车碰撞过程中,三者组成的系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律
代入数据解得
(1设人跳向乙车的速度为v人,系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:人跳离甲车
人跳至乙车
为使二车避免相撞,应满足
取“=”时,人跳离甲车的速度最小,代入数据解得
18. 如图所示,光滑水平面ab上静止放置着质量分别为、的物块A、B(均可视为质点),右侧放置一个不固定的光滑弧形滑块C(足够高),质量,C的弧面与水平面相切。水平面左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长的小车,小车上表面与ab等高。用轻质细绳将A、B连接在一起,A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(与A、B不拴接)。现将细绳剪断,与弹簧分开之后A向左滑上小车,B向右滑动冲上弧形滑块C,B在C上可达到的最大高度。物块A与小车之间的动摩擦因数,小车质量M满足,重力加速度g取。求:
(1)刚与弹簧分开时物块B的速度大小;
(2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能;
(3)物块A在小车上滑动过程中产生的热量(计算结果可含有M)。
【答案】(1)4m/s;(2)10J;(3)当时,,当时,
【解析】
【详解】(1)物块B与弹簧分离后,对B、C,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
(2)对物块A、B构成的系统,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
(3)若A没有飞离小车,对A与小车,根据动量守恒定律有
令相对位移为x,则有
解得
可知,当小车质量M增大时,相对位移x增大,当x=L时,解得
M=4kg
可知,当时,物块A飞离小车,相对位移为L,则有
当时,物块A没有飞离小车,则有
解得
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2024—2025学年度第一学期高二第一次月考试题
物理
(实验班)
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意。)
1. 如图所示,O为弹簧振子的平衡位置,时刻把小球向左拉到某位置静止释放。以水平向右为正方向,下列描述球相对O点的位移x、球的速度v、球所受回复力F、球的加速度a随时间t变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
2. 在巴黎奥运会上,中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示,在某次跳水比赛中,假设运动员入水前做竖直上抛运动,从离开跳板瞬间开始计时,取竖直向下为正方向,该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示,其中部分为直线。则( )
A. 时刻运动员离水面最高 B. 时刻运动员离水面最高
C. 时刻运动员所受重力瞬时功率最大 D. 运动员所受重力冲量为零
3. 如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为ρ,单位体积内自由电子个数为n,自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A. 通过直导线的电流为
B. 通电直导线的电阻为
C. 导体棒两端的电压为
D. 一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为
4. 如图甲所示的U-Ⅰ图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机和“4V,2W”的灯泡串联接入电路,如图乙所示。电动机正常工作,灯泡也正常发光。下列说法正确的是( )
A. 电源电动势为9V,内阻为2.25Ω B. 电路中的电流为1A
C. 电动机的工作效率约为96% D. 电源效率约为80%
5. 如图是一种儿童玩具火箭,用脚猛踩气囊时,压缩的空气就会将小火箭发射出去.已知小火箭的质量为100g,空气对其作用时间为0.1s,上升的最大高度为3.2m,g取,不计空气阻力,则压缩空气对小火箭的作用力为( )
A. 7N B. 8N C. 9N D. 10N
6. 某同学用微安表(量程10mA,内阻90Ω)、电阻箱和电阻箱。组装成一个多用电表,有电流100mA和电压3V两挡,改装电路如图所示。则、的阻值应调到( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,其中F的最大值,已知摆球质量,重力加速度取,取9.8,不计摆线质量及空气阻力,下列说法不正确的( )
A. 单摆周期为0.8s B. 单摆摆长为0.64m
C. F的最小值 D. 若仅将摆球质量变为200g,单摆周期不变
8. 如图所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起,从高度为h处自由落下,h远大于两小球半径,落地瞬间,B先与地面碰撞,后与A碰撞,所有的碰撞都是弹性碰撞,且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2=3m1,则A反弹后能达到的高度为( )
A. h B. 2h C. 3h D. 4h
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子,在C、D两点之间做简谐运动,O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上为正方向,在一个周期内的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B. 振子做简谐运动的表达式为
C. 的时间内,振子通过的路程为
D. 和时,振子的速度不同,但加速度大小相等
10. 某学习小组利用假期往返海南,北京两地,研究了单摆周期与摆长的关系,图甲是两地的—L图像,图乙是在海南绘制的不同摆长的振动图像,关于本次实验,下列说法正确的是( )
A. 图甲中A代表重力加速度小,是海南测量的图像
B. 图甲中B代表重力加速度小,是海南测量的图像
C. 图乙中a、b对应的摆长比为2∶3
D. 图乙中a、b对应的摆长比为4∶9
11. 一根张紧的水平绳上挂了5个小球,摆长,使A摆动后,其他四个摆随之振动。则达到稳定时( )
A. B摆的周期最大 B. 这四个摆的周期各不相同
C. 只有B摆发生共振现象 D. 在B摆的振幅大于E摆的振幅
12. 如图所示的电路中,两个定值电阻、的阻值都为,滑动变阻器的阻值范围为,电源电动势为、内阻为,当变阻器的滑片由端滑到端过程,则( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小
C. 电源的输出功率减小 D. 通过滑动变阻器的电流增大
13. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C,现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 运动过程中,A、B、C组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 球摆到最低点过程,C球的速度为
C. C球第一次摆到最低点过程中,木块A、B向右移动的距离
D. C向左运动能达到的最大高度
三、实验题(本题有2个小题,14题10分,15题10分,共20分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。)
14. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为___________,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为___________,如图丙所示,用多用电表挡粗测其电阻为___________。
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选___________,电流表应选___________,滑动变阻器应选___________。(均填器材前的字母代号)
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(阻值范围)
F.滑动变阻器(阻值范围)
G.直流电源(电动势为,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(3)若流经圆柱体的电流为,圆柱体两端的电压为,圆柱体横截面的直径和长度分别用表示,则用表示该圆柱体电阻率的关系式为___________。
15. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线__________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为__________V(保留3位有效数字)、内阻为__________(保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为__________(保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值__________(填“偏大”或“偏小”)。
四、综合分析与计算题(本题共3小题,16题10分,17题12分,18题14分,共36分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
16. 如图所示,轻弹簧的下端系着AB两球,,系统静止时弹簧伸长,未超出弹性限度。若剪断AB间的细绳,则A在竖直方向做简谐运动。求:
(1)弹簧的劲度系数。
(2)的振幅多大。
(3)球的最大加速度多大。(取)
17. 如图(a)所示,在光滑的水平面上有甲、乙两辆碰碰车,质量为30 kg的小孩乘甲车以5 m/s的速度水平向右匀速运动,甲车的质量为15 kg,乙车静止于甲车滑行的前方。
(1) 两车碰撞前后的位置随时间变化的图像如图(b)所示, 求乙车的质量。
(2)为了避免甲、乙两车相撞,小孩可以在适当距离,快速从甲车跳到乙车上。求小孩最少以多大的速度(相对于地面)跳离甲车,才能避免甲乙相撞。(结果保留两位有效数字)
18. 如图所示,光滑水平面ab上静止放置着质量分别为、的物块A、B(均可视为质点),右侧放置一个不固定的光滑弧形滑块C(足够高),质量,C的弧面与水平面相切。水平面左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长的小车,小车上表面与ab等高。用轻质细绳将A、B连接在一起,A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(与A、B不拴接)。现将细绳剪断,与弹簧分开之后A向左滑上小车,B向右滑动冲上弧形滑块C,B在C上可达到的最大高度。物块A与小车之间的动摩擦因数,小车质量M满足,重力加速度g取。求:
(1)刚与弹簧分开时物块B的速度大小;
(2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能;
(3)物块A在小车上滑动过程中产生的热量(计算结果可含有M)。
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