内容正文:
汶城中学高二上学期第一次阶段性检测
物 理 试 卷
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 关于力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 力越大,力的冲量就越大
B. 一对作用力与反作用力的冲量一定大小相等、方向相反
C. 冲量是矢量,冲量的方向一定与力的方向相同
D. 与作用时间的乘积大小等于与作用时间的乘积大小,则这两个冲量一定相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.冲量是力对时间的积累效果,其大小等于力与力的作用时间的乘积,力大,冲量不一定大,其大小还与力的作用时间有关,A错误。
B.一对作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生、同时消失,因此一对作用力与反作用力的冲量总是大小相等、方向相反,B正确。
C.冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时冲量的方向与力的方向相同,在作用时间内力的方向变化时冲量的方向与力的方向不一定相同,C错误。
D.冲量是矢量,两个矢量相同必须满足大小相等、方向相同,故D错误。
故选B。
2. 关于电压和电动势,下列说法正确的是( )
A. 电动势就是电源两极间的电压
B. 电压和电动势单位都是伏特,所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法
C. 电压和电动势中的W是一样的,都是静电力所做的功
D. 电压和电动势有本质的区别,反映的能量转化方向不同
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.电压是指两极间或电场两点间的电势差,而电动势是反映非静电力做功本领大小的物理量,与电压是完全不同的物理量,但其单位都是伏特,故AB错误,D正确;
C.电压定义式中的W是指将电荷移动过程中电场力做的功,故C错误。
故选D。
3. 如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时,用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为家用电器中有纯电阻也有非纯电阻,公式和适用于求纯电阻电路的总功率,而是用来求非纯电阻电路的输出功率而不是总功率。公式适用于任何电路求总功率。
故选C。
4. 如图所示,水平面上放一“L”型框架,其上表面放置一物块,物块和框架之间用轻质弹簧连接。所有接触面光滑,框架足够长。开始时框架和物块均处于静止状态,用细线拉紧弹簧。剪断细线后,则( )
A. 系统的动量增大
B. 系统的机械能增大
C. 弹簧原长时物块的动量最大
D. 弹簧伸长量最大时框架动量最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.对整个系统分析可知合外力为0,物块和框架组成的系统动量守恒,系统动量不变,故A错误;
B.整个系统只有弹簧弹力做功,系统机械能守恒,故B错误;
CD.开始时,弹簧处于压缩状态,弹簧对物块和框架都做正功,当弹簧处于原长时,物块和框架的速度都达到最大,根据可知此时物块和框架的动量都达到最大。
故C正确,D错误。
故选C。
5. 在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
A. 灯泡L变亮
B. 电源的输出功率变大
C. 电容器C上的电荷量减少
D. 电流表读数变小,电压表读数变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.将滑动变阻器滑片向左移动一段距离后滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗,A错误;
CD.路端电压变大,滑动变阻器两端电压变大,电容器两端电压变大,由可知电容器上的电荷量增加,C错误,D正确;
B.当外电路电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,灯泡的电阻大于电源的内阻,则外电路电阻比大得越多输出功率越小,B错误。
故选D。
6. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 的阻值为
B. 电源的内部热功率为1.5W
C. 改变R的阻值大小,可以使电源的输出功率达到2W
D. 电源的效率为60%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图结合欧姆定律得,故A错误;
B.由直线Ⅰ与纵轴交点得电源电动势,与横轴交点得短路电流,则内阻
两图线交点即为闭合电路的工作点,路端电压,电流,电源内部热功率,故B正确;
C.当外电阻等于内阻即时电源输出功率最大,最大输出功率
由于,改变的阻值不能使输出功率达到,故C错误;
D.电源的效率,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,气球下面有一根长绳,一个质量为的人抓住气球下方的长绳,气球和长绳的总质量为,长绳的下端刚好和水平面接触,当系统静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,气球上升的距离大约是(可以把人看作质点)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设人的速度,气球的速度,根据人和气球动量守恒得
则有
由几何关系
气球上升的距离为
故选C。
8. 如图所示,带有四分之一光滑圆弧轨道的斜劈A和滑块B、C均静止在光滑水平地面上,斜劈A的末端与水平地面相切。一滑块D从斜劈A的圆弧轨道的最高点由静止释放,滑块D滑到水平地面后与滑块B碰撞并粘在一起向前运动,再与滑块C碰撞又与C粘在一起向前运动。已知斜劈A和三个滑块的质量均为m,斜劈A的圆弧轨道半径为R,重力加速度大小为g。滑块B、C、D均可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 滑块D在圆弧轨道上滑动的过程中对斜劈A做的功为0
B. 与滑块B碰撞前瞬间,滑块D的速度大小为
C. 滑块B与滑块C碰撞后的速度大小为
D. 滑块D与滑块B碰撞过程中损失的机械能为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.D在A上滑动时,A与D组成的系统水平方向上动量守恒,且系统机械能守恒,则当D滑到水平地面上时
且
两式联立解得A、D分离时的速度为
即A与D的速度大小相等,方向相反,下滑过程对A由动能定理得
解得
故A错误;
B.D与B碰撞前的速度即为A、D分离时D的速度大小,为,故B错误;
C.B与C碰撞过程中,B、C、D 组成的系统动量守恒,有
则B与C碰撞后的速度大小为
故C错误。
D.D与B碰撞过程动量守恒,有
则碰撞后B、D整体的速度大小为
损失的机械能
计算可得滑块D与滑块B碰撞过程中损失的机械能
故D正确。
故选D。
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。选不全的得2分,选错得0分)
9. 如图所示,电源电动势,内阻,当调节电阻箱电阻为时,电动机恰好正常工作,小灯泡恰好正常发光,此时理想电压表示数为6.0V,理想电流表示数为2A。以下说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为12W B. 电动机的额定功率为10W
C. 小灯泡的额定功率为12W D. 小灯泡的额定功率为6W
【答案】BC
【解析】
【详解】CD.流过电源的电流
流过灯泡的电流
灯泡的额定功率,故C正确,D错误;
AB.电动机两端的电压
电动机的额定功率,故A错误,B正确。
故选BC。
10. 冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则( )
A. 质量较大的P先落回地面
B. 炸裂前后瞬间,总动量守恒
C. 炸裂后,P飞行的水平距离较大
D. 炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量大小相等
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.炸裂时,冲天炮位于最高点,水平方向不受外力作用,重力远远小于内力,所以总动量守恒,因此,P、Q两块的速度方向均沿水平方向,之后做平抛运动回到地面,故同时落地,A错误,B正确;
C.炸裂时,质量较小的Q可能仍沿原来的方向,也可以与原方向相反,无法确定P、Q两块炸裂时速度的大小关系,也就无法比较水平距离大小关系,C错误;
D.炸裂时P、Q两块受到的内力大小相等,方向相反,故炸裂时P、Q两块受到的内力的冲量大小相等,方向相反,D正确。
故选BD。
11. 2024年7月21日,特鲁姆普经过16局大战以11比5击败对手肖恩·墨菲,获得2024年斯诺克上海大师赛冠军。如图所示,某次特鲁姆普击打白球撞击静止的绿球,白球、绿球和底袋在一条直线上,碰撞前瞬间白球的动能为,碰撞后瞬间绿球的动能为,碰撞时间极短。已知白球和绿球的质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 该碰撞为弹性碰撞 B. 碰撞后瞬间白球的动能为
C. 该碰撞损失的动能为 D. 碰后白球与绿球的速度比为
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.该碰撞损失的动能为
即该碰撞为非弹性碰撞,A错误,C正确;
B.根据动能与动量的关系,可知碰前白球的动量为
碰后绿球的动量为
两球碰撞的过程动量守恒,则有
碰后白球的动量为
所以碰后白球的动能为
B错误;
D.两球质量相同,由公式
可知,则碰后白球与绿球的速度之比为,D正确。
故选CD。
12. 如图1所示,A、B两物块与一轻弹簧的两端相连接,静止在光滑的水平面上。A物块的质量m=1kg。现使A获得水平向右的瞬时速度,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图2所示,则从图像信息可得( )
A. B物块的质量为3kg
B. 弹簧的弹性势能最大值为18J
C. 时刻弹簧的弹性势能为9J
D. 时刻弹簧处于原长
【答案】CD
【解析】
【详解】A.从开始运动到两者共速由动量守恒定律可得
解得B物块的质量为
mB=2kg
选项A错误;
B.当两者共速时弹簧弹性势能最大,则弹簧的弹性势能最大值为
选项B错误;
C.时刻A的速度为零,则根据
解得B的速度
v1=3m/s
则弹簧的弹性势能为
选项C正确;
D.从开始到时刻,B的速度一直增加,则弹簧一直处于压缩状态,在时刻弹簧处于原长,弹力为零,加速度为零,速度最大,选项D正确。
故选CD。
三、实验题(本题共2小题,共18分)
13. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
【答案】 ①. C ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]为了避免碰撞后小球被撞回,所以要求入射球的质量大于被碰球的质量,即。
故选C。
(2)[2]A.只要保证每一次小球从同一位置静止释放,使得小球获得相同的初速度即可,斜槽轨道可以不用光滑,故A错误;
B.铅垂线的作用是用来确定O点位置的,不是用来检验斜槽是否水平,故B错误;
C.为了能够让小球发生对心碰撞,入射球和被碰球的半径必须相同,故C正确;
D.小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,由于高度相同,所以在空中运动时间相同,即可用水平位移表示速度,所以不需要测量小球抛出点的离地高度H,故D错误。
故选C。
(3)[3]设小球在空中运动的时间为t,若满足动量守恒定律有
整理得
[4]若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,即
14. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误
C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数
【答案】(1) ①. 1.0 ②. ③. 1.40 ④. 1.0
(2)D
【解析】
【小问1详解】
[1]由图2可知,电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为
[3][4]根据变形为
根据图像可知,纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
【小问2详解】
由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。
故选D。
四、解答题(本题共4小题,共42分)
15. 如图所示,已知电源电动势,电源内阻,电动机内阻,电阻。当电动机稳定工作时,理想电压表的示数为。求:
(1)流经电动机的电流I;
(2)电动机的输出功率;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
解得流经电动机的电流为
【小问2详解】
电动机两端的电压为
电动机的输出功率为
16. 如图中,R1=2Ω,R2= R3=6Ω,滑动变阻器全值电阻为R4= 6Ω,电源内电阻r=1.0Ω。当滑键P移至A端时,电压表读数为5 V。求:
(1)电源的电动势;
(2)滑键P在A端时电源的输出功率;
(3)滑键P在B端时电源的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电压表并联在电源两端,测的是路端电压。当滑键移至端时,的两端均与、之间的节点相连而被短路,其中无电流;滑动变阻器以全阻值接入电路,与并联后再与串联构成外电路。并联部分电阻
外电路总电阻
电压表读数即路端电压,由部分电路欧姆定律得干路电流
再由闭合电路欧姆定律得
【小问2详解】
滑键在端时,路端电压,干路电流,电源的输出功率等于外电路消耗的电功率,由
得
【小问3详解】
当滑键移至端时,滑片经导线把与之间的节点直接连到端所在的干线上,故被短路;同时与变阻器、间电阻串联后首尾接于同一节点,其中无电流,外电路只剩。由闭合电路欧姆定律得干路电流
路端电压
电源效率
17. 某次台球训练中,在水平台面上,运动员将母球击向目标球,母球以速度v0=8m/s撞上目标球,两球碰撞后瞬间母球的速度v1=2m/s,两球的碰撞时间Δt=0.01s,取水平向右为正方向。已知母球、目标球的质量均为m=0.16 kg,不计台面的阻力。求:
(1)碰撞后瞬间目标球的速度v2;
(2)碰撞过程中母球对目标球的平均作用力大小F;
(3)碰撞过程中两球构成的系统损失的机械能ΔE。
【答案】(1)6 m/s
(2)96 N (3)1.92 J
【解析】
【小问1详解】
两球碰撞过程中动量守恒,有mv0=mv1+mv2
解得v2=6 m/s
【小问2详解】
碰撞过程中对目标球有FΔt=mv2-0
解得F=96 N
【小问3详解】
碰撞过程中两球构成的系统损失的机械能
解得ΔE=1.92 J
18. 如图所示,质量的物块(视为质点)放置于质量的木板B左端,B的上表面与右侧平台等高,质量的光滑圆弧形滑块C静置于右侧平台上,且整个平台光滑。现敲击,使获得水平向右的冲量,当到达右端时,、恰好共速,与右侧平台碰撞瞬间,被锁定。与间动摩擦因数,重力加速度,求:
(1)A、B共速时的速度大小;
(2)A滑上C后能到达的最大高度;
(3)当A再次滑上B时,B解除锁定,则最终A停止位置距B左端的距离。
【答案】(1)2m/s
(2)0.15m (3)
【解析】
【小问1详解】
由动量定理得的初速度
水平面光滑,A、B构成的系统动量守恒
解得A、B共速时的速度大小
【小问2详解】
A滑上C的最高点时,二者共速,上升最大高度为h。
根据水平方向动量守恒有
根据能量守恒有
解得
【小问3详解】
规定向右为正方向,当A返回C的底端,二者即将分离时
根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
设A冲上B后,相对B的右端向左滑动距离为x时,二者共速,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
设木板B长度为L,由(1)可知
解得
则最终A停止位置距B左端的距离
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汶城中学高二上学期第一次阶段性检测
物 理 试 卷
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 关于力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 力越大,力的冲量就越大
B. 一对作用力与反作用力的冲量一定大小相等、方向相反
C. 冲量是矢量,冲量的方向一定与力的方向相同
D. 与作用时间的乘积大小等于与作用时间的乘积大小,则这两个冲量一定相同
2. 关于电压和电动势,下列说法正确的是( )
A. 电动势就是电源两极间的电压
B. 电压和电动势单位都是伏特,所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法
C. 电压和电动势中的W是一样的,都是静电力所做的功
D. 电压和电动势有本质的区别,反映的能量转化方向不同
3. 如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时,用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,水平面上放一“L”型框架,其上表面放置一物块,物块和框架之间用轻质弹簧连接。所有接触面光滑,框架足够长。开始时框架和物块均处于静止状态,用细线拉紧弹簧。剪断细线后,则( )
A. 系统的动量增大
B. 系统的机械能增大
C. 弹簧原长时物块的动量最大
D. 弹簧伸长量最大时框架动量最大
5. 在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
A. 灯泡L变亮
B. 电源的输出功率变大
C. 电容器C上的电荷量减少
D. 电流表读数变小,电压表读数变大
6. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 的阻值为
B. 电源的内部热功率为1.5W
C. 改变R的阻值大小,可以使电源的输出功率达到2W
D. 电源的效率为60%
7. 如图所示,气球下面有一根长绳,一个质量为的人抓住气球下方的长绳,气球和长绳的总质量为,长绳的下端刚好和水平面接触,当系统静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,气球上升的距离大约是(可以把人看作质点)( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,带有四分之一光滑圆弧轨道的斜劈A和滑块B、C均静止在光滑水平地面上,斜劈A的末端与水平地面相切。一滑块D从斜劈A的圆弧轨道的最高点由静止释放,滑块D滑到水平地面后与滑块B碰撞并粘在一起向前运动,再与滑块C碰撞又与C粘在一起向前运动。已知斜劈A和三个滑块的质量均为m,斜劈A的圆弧轨道半径为R,重力加速度大小为g。滑块B、C、D均可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 滑块D在圆弧轨道上滑动的过程中对斜劈A做的功为0
B. 与滑块B碰撞前瞬间,滑块D的速度大小为
C. 滑块B与滑块C碰撞后的速度大小为
D. 滑块D与滑块B碰撞过程中损失的机械能为
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。选不全的得2分,选错得0分)
9. 如图所示,电源电动势,内阻,当调节电阻箱电阻为时,电动机恰好正常工作,小灯泡恰好正常发光,此时理想电压表示数为6.0V,理想电流表示数为2A。以下说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为12W B. 电动机的额定功率为10W
C. 小灯泡的额定功率为12W D. 小灯泡的额定功率为6W
10. 冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则( )
A. 质量较大的P先落回地面
B. 炸裂前后瞬间,总动量守恒
C. 炸裂后,P飞行的水平距离较大
D. 炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量大小相等
11. 2024年7月21日,特鲁姆普经过16局大战以11比5击败对手肖恩·墨菲,获得2024年斯诺克上海大师赛冠军。如图所示,某次特鲁姆普击打白球撞击静止的绿球,白球、绿球和底袋在一条直线上,碰撞前瞬间白球的动能为,碰撞后瞬间绿球的动能为,碰撞时间极短。已知白球和绿球的质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 该碰撞为弹性碰撞 B. 碰撞后瞬间白球的动能为
C. 该碰撞损失的动能为 D. 碰后白球与绿球的速度比为
12. 如图1所示,A、B两物块与一轻弹簧的两端相连接,静止在光滑的水平面上。A物块的质量m=1kg。现使A获得水平向右的瞬时速度,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图2所示,则从图像信息可得( )
A. B物块的质量为3kg
B. 弹簧的弹性势能最大值为18J
C. 时刻弹簧的弹性势能为9J
D. 时刻弹簧处于原长
三、实验题(本题共2小题,共18分)
13. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
14. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误
C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数
四、解答题(本题共4小题,共42分)
15. 如图所示,已知电源电动势,电源内阻,电动机内阻,电阻。当电动机稳定工作时,理想电压表的示数为。求:
(1)流经电动机的电流I;
(2)电动机的输出功率;
16. 如图中,R1=2Ω,R2= R3=6Ω,滑动变阻器全值电阻为R4= 6Ω,电源内电阻r=1.0Ω。当滑键P移至A端时,电压表读数为5 V。求:
(1)电源的电动势;
(2)滑键P在A端时电源的输出功率;
(3)滑键P在B端时电源的效率。
17. 某次台球训练中,在水平台面上,运动员将母球击向目标球,母球以速度v0=8m/s撞上目标球,两球碰撞后瞬间母球的速度v1=2m/s,两球的碰撞时间Δt=0.01s,取水平向右为正方向。已知母球、目标球的质量均为m=0.16 kg,不计台面的阻力。求:
(1)碰撞后瞬间目标球的速度v2;
(2)碰撞过程中母球对目标球的平均作用力大小F;
(3)碰撞过程中两球构成的系统损失的机械能ΔE。
18. 如图所示,质量的物块(视为质点)放置于质量的木板B左端,B的上表面与右侧平台等高,质量的光滑圆弧形滑块C静置于右侧平台上,且整个平台光滑。现敲击,使获得水平向右的冲量,当到达右端时,、恰好共速,与右侧平台碰撞瞬间,被锁定。与间动摩擦因数,重力加速度,求:
(1)A、B共速时的速度大小;
(2)A滑上C后能到达的最大高度;
(3)当A再次滑上B时,B解除锁定,则最终A停止位置距B左端的距离。
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