【题目】某小组的同学在做“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验,被测电池的电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω。他们利用图1的电路进行测量,已知实验室除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用:
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
电流表A2:量程0~3A,内阻约0.025Ω
电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ
滑动变阻器R:0~20Ω,额定电流2A
(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用___(填写仪器的字母代号)。
(2)正确连接电路并测量后,该组同学根据所获得的6组实验数据,在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的U﹣I图线,请据此图线判断被测干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留到小数点后两位)
(3)由于电表内阻的影响,电压表和电流表的测量值可能与“电池两端电压”和“流过电池的电流”存在一定的偏差。下列分析正确的是________。
A.电压表测量值偏大
B.电压表量值测偏小
C.电流表测量值偏大
D.电流表测量值偏小
(4)另一小组的同学认为:利用题中给器材,改用图3所示的电路也可以测量该电池的电动势和内阻,请你对他们的方案进行评价______。
【答案】A1 1.48 0.83 D 方案不合理。由于一节干电池的内阻较小,电流表的内阻与其相比不可忽略,电流表的分压与电源内阻承担的电压比较接近,所以此实验方案不合理
【解析】
(1)[1]电源电动势约为1.5V,流过电路的最大电流约为零点几安培,电流表应选择A1。
(2)[2]由图示电源U-I图象可知,电源电动势
E=1.48V
[3]电源内阻
(3)[4]电流表采用内接法,由于电压表的分流作用,电流的测量值小于真实值,实验误差来源与电压表的分流,电流表测量值偏小,选项D正确,ABC错误。
故选D。
(4)[5]该方案不合理。由于一节干电池的内阻较小,电流表的内阻与其相比不可忽略,电流表的分压与电源内阻承担的电压比较接近,所以此实验方案不合理。
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【题目】2018年3月30日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第三十、三十一颗北斗导航卫星。已知“北斗第三十颗导航卫星”做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径,运行速度为v,向心加速度为a;地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列判断正确的是( )
A. 该导航卫星的运行周期大于24小时
B. 地球质量为
C. 该导航卫星的轨道半径与地球半径之比为
D. 该导航卫星的运行速度与地球第一宇宙速度之比
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【题目】某中学实验小组的同学利用如图1所示的实验装置完成了动能定理的验证,将带有遮光条的物块放在气垫上,用细绳连接并跨过光滑的定滑轮,在靠近滑轮的位置固定一光电门,已知物块和钩码的质量分别为M、m,重力加速度为g。该小组的同学完成来如下操作:
(1)用螺旋测微器测量来遮光条的宽度,如图2所示,则遮光条的宽度d=______mm;
(2)将物块由远离定滑轮的一段无初速度释放,并测出释放点距离光电门的间距s;
(3)记录遮光条的挡光时间t;
(4)多次改变s,重复(2)(3),如果利用图像完成实验的验证,该小组的同学用s为纵轴,为横轴,发现该图像为过原点的直线,该图像的关系式为__________(用已知量和测量量表示)
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【题目】如图示,三个质量相同的物体A、B、C,其中木板B、C完全相同,长度都为L,水平地面光滑。可以看作质点的物体A从半径为R的固定光滑圆轨道顶端,无初速滑下,冲上的木板B,圆轨道末端水平且与静止木板等高,重力加速度为g。第一次木板C被用钉子固定在地面上,A冲上后刚好未滑离B板就停下,该过程所用时间为t1,产生热量为Q1;第二次C木板被放开,A以同样初速冲上B后直到它们稳定,该过程所用时间为t2,产生热量为Q2(t1,t2,Q1,Q2未知)。求:
(1)小物块A与木板之间的动摩擦因数μ=?
(2)前后两次所用时间的比值=?
(3)前后两次产生热量之比值=?
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【题目】如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块( )
A. 加速度逐渐减小
B. 经过O点时的速度最大
C. 所受弹簧弹力始终做正功
D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
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【题目】央视《加油向未来》节目组曾经做过一个实验,如图1所示,高为h的分别是由铜、铝和不锈钢做成的三个竖直轨道A、B、C垂直立在水平地面上,轨道的形状、横截面积都相同,所用金属的相关参数如下表。节目组让3个相同的内部都固定了相同强磁体的木制小车分别从A、B、C三个轨道上端同时由静止释放,小车运动时不与轨道发生摩擦,空气阻力忽略不计。3个相同的小车及固定磁铁的总质量均为m。
(1)请在如图2的坐标系中画出小车由静止释放沿A轨道运动直到落地的v—t图像;
(2)请根据题目信息判断沿哪个轨道运动的小车最先到达地面,并定性说明理由;
(3)假如A轨道的小车最后稳定下落的速度为v0,求该小车达到稳定速度后铜轨道的热功率P0;
(4)轨道之所以发热是因为金属有电阻。经典物理学认为:金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后剩余的那部分)的碰撞。在外加电场下自由电子做定向移动的过程中要不断与金属离子发生碰撞,将其动能全都交给金属离子,然后在电场的作用下重新开始加速运动一段距离后,再与金属离子发生碰撞。经加速运动电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程,用L表示。某金属单位体积内自由电子数为n,电子的质量为m,电子的电荷量为e。电子在该金属一个自由程的运动时间为t。
a.假设电子每段自由程中都沿电流方向做匀加速直线运动,求该金属的电阻率;
b.如果在考虑大量电子的统计效果时,不考虑每个电子断断续续地碰撞,而着眼于实际运动的平均结果,可等效为电子在金属中匀速直线运动,而金属给电子以持续的摩擦阻力,该摩擦阻力的大小与电子平均速度成正比,求其摩擦因数为k。
金属 | 温度(°C) | 密度() | 电阻率() | 硬度 (金刚石硬度为10) |
铜 | 20 | 8.9 | 1.7 | 2.8 |
铝 | 20 | 2.7 | 2.9 | 2.6 |
不锈钢 | 20 | 7.8 | 10.0 | 4.6 |
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【题目】如图所示,在竖直平面内有一固定光滑绝缘轨道,其中AB部分是倾角为θ=37°的直轨道, BCD部分是以O为圆心、半径为R的圆弧轨道,两轨道相切于B点, D点与O点等高, A点在D点的正下方。圆的水平直径下方有水平向左的电场,质量为m、带电荷量为q的小球从A点由静止开始沿斜面向上运动,已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C ,然后经过D点落回到AB之间某点。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小为g。求∶
(1)小球在C点的速度的大小;
(2)小球在AB段运动过程中电场力所做的功;
(3)小球从D点运动落到AB上某点的时间。
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【题目】位于原点的波源O在t=0时沿y轴开始做简谐运动,形成沿x轴正方向传播的简谐横波。当t=2s时,波刚好传到x=6m处,此时的波形如图所示,且M点恰好到达波谷,N点恰好通过平衡位置。下列说法正确的是( )
A.波源O的起振方向沿y轴正方向
B.该波的波速为3m/s
C.0~2s内,M点通过的路程为8cm
D.3~4s内,回复力对N点先做负功后做正功
E.t=8.5s时,M点恰好位于波峰
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【题目】如图所示,水平面上有A、B两个小物块(均视为质点),质量均为,两者之间有一被压缩的轻质弹簧(未与A、B连接)。距离物块A为L处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道,半圆形轨道与水平面相切于C点,物块B的左边静置着一个三面均光滑的斜面体(底部与水平面平滑连接)。某一时刻将压缩的弹簧释放,物块A、B瞬间分离,A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D(物块A过D点后立即撤去),B向左平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为L(L小于斜面体的高度)。已知A与右侧水平面的动摩擦因数,B左侧水平面光滑,重力加速度为,求:
(1)物块A通过C点时对半圆形轨道的压力大小;
(2)斜面体的质量;
(3)物块B与斜面体相互作用的过程中,物块B对斜面体做的功。
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