【题目】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
⑴用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值)
⑵用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表。
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的______图(选填“甲”或“乙”)。
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线___,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线_____。由图线得到金属丝的阻值Rx=___Ω(保留两位有效数字)。根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_____(保留一位有效数字)。
【答案】0.395甲;4.31×10-6Ωm
【解析】
(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.5,故
所测长度为0+39.5×0.01=0.395mm(0.394~0.398);
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.
则有 ,属于小电阻,用外接法测量误差小,实验要描绘电阻的伏安特性曲线,要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法,故选甲.
(3)注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0.先连外接电路部分,再连分压电路部分,此时滑片P必须置于变阻器的左端.实物图如图所示:
(4)描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后出U-I图线.如图所示:
计算U-I图象的斜率可得到电阻的阻值;根据电阻定律,得,代入数据可计算出.
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【题目】根据玻尔理论,氢原子在不同的能量状态,对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动,电子做圆周运动的轨道半径满足,其中n为量子数,即轨道序号,rn为电子处于第n轨道时的轨道半径,已知电子的电荷量为e,质量为m,电子在第1轨道运动的半径为r1,静电力常量为k。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统的电势能的总和。理论证明,系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系:(以无穷远为电势能零点)。请根据以上条件完成下面的问题。
①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式;
②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量,恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离,即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核动能的改变,试求氢原子乙电离后电子的动能。
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【题目】物理课上,老师做了一个“神奇”的实验:如图所示,将1米长的铜管竖直放置,一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放,观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断,你认为正确的是(下落过程中不计空气阻力,磁铁与管壁没有接触)。则
A. 如果磁铁的磁性足够强,磁铁会停留在铜管中,永远不落下来
B. 如果磁铁的磁性足够强,磁铁在铜管中运动时间更长,但一定会落下来
C. 磁铁在铜管中运动的过程中,由于不计空气阻力,所以机械能守恒
D. 如果将铜管换成塑料管,磁铁从塑料管中出来也会用较长时间
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【题目】如图所示,A,B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为的斜面光滑,系统静止时弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()
A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为
B. B球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
D. A,B两球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为
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【题目】Ⅰ.某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点)。
第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1;
第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′ 间的水平距离x2。
(1)在第二次实验中,滑块到M点的速度大小为_____________。(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。
(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是_____。(选填序号)
A.h的测量 B.H的测量 C.L的测量 D.x2的测量
(3)若实验中测得h=15 cm、H=25 cm、x1=30 cm、L=10 cm、x2=20 cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=_________。(结果保留1位有效数字)
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【题目】如图所示,物体A,B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体B的质量为2m,放置在倾角为30°的光滑斜面上,物体A的质量为m,用手托着物体A使弹簧处于原长,细绳伸直,A与地面的距离为h,物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对挡板恰好无压力,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 此时弹簧的弹性势能等于mgh -mv2
C. 此时物体A的加速度大小为g,方向竖直向上
D. 此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动
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【题目】某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW,输出电压为500 V,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW,该村的用电电压是220 V.
(1)输电电路如图下所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;
(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW,则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏?
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【题目】某横波在介质中沿x轴传播,a图为t=0.25s时的波形图,b图为P点(x=1.5m处的质点)的振动图象,那么下列说法正确的是( )
A. 该波向右传播,波速为2m/s
B. 质点L与质点N的运动方向总相反(速度为零的时刻除外)
C. t=1s时,质点M处于正向最大位移处
D. t=1.25s时,质点K向右运动了2m
E. t=1s时,质点P位移为零
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【题目】平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A=5 cm。当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求:
(1)P、Q间的距离;
(2)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程。
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