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1、實驗題15分保分練(四)
(時間:15分鐘 分值:15分)
1.(6分)如圖所示為彈簧彈射裝置,在內(nèi)壁光滑、水平固定的金屬管中放有輕彈簧,在彈簧兩端各放置一個金屬小球(兩球直徑略小于管徑且與彈簧不相連),壓縮彈簧并鎖定。現(xiàn)解除鎖定,則兩個小球同時沿同一直線向相反方向彈射。按下述步驟進行實驗:
①用天平測出1、2兩球的質(zhì)量分別為m1、m2;
②用刻度尺測出兩管口離地面的高度均為h;
③解除彈簧鎖定彈出兩球,記錄兩球在水平地面上的落點P、Q。
回答下列問題。
(1)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能,還需測量的物理量有________。(已知重力加速度為g)
A.彈簧的壓縮
2、量Δx
B.兩球的落點P、Q到對應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2
C.小球直徑d
D.兩球從管口彈出到落地的時間t1、t2
(2)根據(jù)測量結(jié)果,可得彈性勢能的表達式為Ep=___________。
(3)如果滿足關(guān)系式________________,那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒(用上述所測得的物理量來表示)。
[解析] (1)彈簧的彈性勢能等于兩球的初動能之和,要求解兩球的初動能必須知道兩球的質(zhì)量和各自彈射的初速度,由平拋運動規(guī)律,可知初速度公式為v0=,故還需要測出兩球落點P、Q到對應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2,B項正確。
(2)因彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為兩
3、小球的初動能,故彈簧的彈性勢能Ep=m1v+m2v=+=+。
(3)如果滿足關(guān)系式m1v1=m2v2,那么說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒,因x1=v1t1,x2=v2t2,由平拋運動規(guī)律知,t1=t2,故m1v1=m2v2成立,即m1x1=m2x2成立,則說明彈射過程中兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。
[答案] (1)B (2)+ (3)m1x1=m2x2
2.(9分)目前汽車上都有車載電瓶作為備用電源,電瓶用久以后性能會下降,表現(xiàn)之一為電瓶的電動勢變小,內(nèi)阻變大。某興趣小組將一塊舊的車載電瓶充滿電,準(zhǔn)備利用下列器材測量電瓶的電動勢和內(nèi)阻:
A.待測電瓶,電動勢約為3 V,內(nèi)阻約幾歐
4、姆
B.直流電壓表V1、V2,量程均為0~3 V,內(nèi)阻約為3 kΩ
C.定值電阻R0,阻值未知
D.滑動變阻器R,最大阻值為Rm
E.導(dǎo)線和開關(guān)
(1)根據(jù)如圖甲所示的實物連接圖,在圖乙虛線框中畫出相應(yīng)的電路圖。
(2)實驗之前,需要利用該電路測出定值電阻R0的阻值,方法是先把滑動變阻器R調(diào)到最大阻值Rm,再閉合開關(guān),電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U10、U20,則R0=________(用U10、U20、Rm表示)。
(3)實驗中移動滑動變阻器的滑片,讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,描繪出U1-U2圖象如圖丙所示,圖中直線斜率為k,在橫軸上的截距為a,則電瓶的電
5、動勢E=________,內(nèi)阻r=________(用k、a、R0表示)。
[解析] (1)滑動變阻器和定值電阻串聯(lián),電壓表V1測量滑動變阻器兩端的電壓,電壓表V2測量路端電壓,電路圖如圖所示。
(2)串聯(lián)電路電流處處相等,滑動變阻器接入電路的阻值為Rm,所以=,解得定值電阻R0=。
(3)滑動變阻器R兩端的電壓為U1,路端電壓為U2,則定值電阻兩端的電壓為U2-U1,干路電流I=,由閉合電路歐姆定律可得U2=E-Ir=E-r,整理可得U1=1+U2-E,結(jié)合圖象可得1+=k,E=a,從而可得電瓶內(nèi)阻r=,電動勢E=。
[答案] (1)見解析圖 (2)Rm (3)
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