y(m)
0 0.042 0.108 0.198 0.314 0.454 0.617
(1)作出x—t图象如图1所示,小球平抛运动的水平初速度大小是______m/s;
(2)以t为横坐标,为纵坐标,作出—t图象如图2所示,其函数解析式为= 4.88t + 0.59: ①重力加速度的测量值是________m/s;
②t=0.10s时,小球的竖直分速度大小是_________m/s;
【答案】 (1). (1)0.50; (2). (2)①9.76 (3). ②2.16
【解析】(1)小球做平抛运动,将运动分解,水平方向做匀速直线运动,则有:x=v0t, 根据作出的x-t图象,则平抛的水平初速度大小为:(2)根据
,而vy=v0y+gt,则有:
,
2
;
因此①重力加速度的测量值为:g=2k=2×4.88=9.76m/s; ②t=0.10s时,代入函数解析式为:=4.88t+0.59, 解得:=1.078m/s
那么小球的竖直分速度大小为:vy=2×1.078≈2.16m/s.
点睛:考查平抛运动处理规律,掌握运动的合成与分解的应用,理解图象中斜率含义,并能结合运动学公式是解题的关键,注意A点不是平抛的起点,因此竖直方向初速度不为零. 10. 现要测量电压表V1 、电压表V2的内阻和电源的电动势,提供的器材有:电源(电动势约为6V,内阻不计),电压表V1(量程2.5V,内阻约为2.5kΩ),电压表V2(量程3V,内阻约为10kΩ),电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为3kΩ),滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω),开关一个,导线若干。 (1)在图1中完成测量原理电路图的连线_________;
(2)电路中应选用滑动变阻器_______(选填“R1”或“R2”); (3)按照下列实验步骤进行实验:
①闭合开关前,将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大;
②闭合开关,将电阻箱调到6kΩ,调节滑动变阻器至适当的位置,此时电压表V1的示数为1.60V,电压表V2的示数为2.40V;
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,再将电阻箱调到2kΩ,此时电压表V1的示数如图2,其示数为_______V、电压表V2的示数为1.40V。
(4)根据实验数据,计算得到电源的电动势为________V,电压表VI的内阻为_______kΩ,电压表V2的内阻为_______kΩ。
【答案】 (1). (1)原理电路图的连线如图所示;
(2). (2)R1 (3). (3)2.10 (4). (4)5.60
(5). 2.5 (6). 10
【解析】(1)由题意可知,本实验需要测量电压表内阻和电源的电动势,故应采用电阻箱与电压表组合进行测量;电源的电动势为6V,而两电压表量程均较小,因此采用电压表V2与电阻箱并联,再与电压表V1串联的方式进行测量;电路图如图所示;
(2)因电压表内阻以及电阻箱使用电阻均较大,所以变阻器应采用总阻值较大的R1; (3)电压表量程为2.5V,最小分度为0.1V,故电压表示数为2.10V; (4)根据(3)中数据可知:
代入数据可得:;
联立解得:RV1=2500Ω=2.5KΩ;RV2=10KΩ 利用闭合电路欧姆定律可知,U1+U2=E-(Rr+r)
U1'+U2'=E-(Rr+r)
代入数据联立解得:E=5.60V;
点睛:本题考查测量电动势和内电阻的实验,同时加入了电压表内阻的实验,属于探究性的实验,要求能准确分析实验电路,明确实验原理,从而确定对应的电路图,同时注意明确闭合电路欧姆定律以及串并联电路的规律的应用. 11. 如图所示,圆筒的内壁光滑,底端固定在竖直转轴
o
上,圆筒可随轴转动,它与水平面
的夹角始终为45。在筒内有两个用轻质弹簧连接的相同小球A、B(小球直径略小于圆筒内径),
A、B的质量均为m,弹簧的劲度系数为k。当圆筒静止时A、B之间的距离为L(L远大于小球
直径)。现让圆筒开始转动,其角速度从零开始缓慢增大,当角速度增大到时保持匀速转动,此时小球B对圆筒底部的压力恰好为零。重力加速度大小为g。
(1)求圆筒的角速度从零增大至的过程中,弹簧弹性势能的变化量; (2)用m、g、L、k表示小球A匀速转动时的动能【答案】(1)0(2)
。
【解析】(1)系统静止时,设弹簧的压缩量为x1,以A为研究对象:
B对圆筒底部的压力恰好为零时,设弹簧伸长量为x2,以B为研究对象:
因,故弹簧弹性势能的改变量:
(2)设A做圆周运动的半径为R,则:
A在水平面内做圆周运动,根据向心力公式:A在竖直方向上合力为零:
联立解得:
12. 如图所示,M1N1P1Q1和M2N2P2Q2为在同一水平面内足够长的金属导轨,处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。导轨的M1N1段与M2N2段相互平行,间距为L;P1Q1段与P2Q2段也是平行的,间距为。质量均为m的金属杆a、b垂直于导轨放置,一不可伸长的绝缘轻线一端系在金属杆b的中点,另一端绕过定滑轮与质量也为m的重物c相连,绝缘轻线的水平部分与P1Q1平行且足够长。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触,两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为R,重力加速度为g。
(1)若保持a固定,释放b,求b的最终速度的大小;
(2)若同时释放a、b,在释放a、b的同时对a施加一水平向左的恒力F=2mg,当重物c下降的高度为h时,a达到最大速度,求: i.a的最大速度;
ii.从释放a、b到a达到最大速度的过程中,两杆与导轨构成的回路中产生的电能。 【答案】(1)
(2)ⅰ.
;ⅱ.
,则
【解析】(1)当b的加速度为零时,速度最大,设此时速度为电流
分别以b、c为研究对象联立解得
,
(2)i.在加速过程的任一时刻,设ab的加速度大小分别为、,电流为i,轻绳的拉力为
T,分别以a、b、c为研究对象,根据牛顿第二定律
,
联立解得
,
设a达到最大速度时,b的速度为,由上式可知当a的集散地为零时,速度达到最大:根据法拉第电磁感应定律联立解得
,
ii.设重物下降的高度为h时,a的位移为,故根据功能关系:联立解得
[物理——选修3-3]
13. 如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的图像中,气体先后经历了
四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温
线。下列判断正确的是_____________。
A.气体在状态a时的温度低于在状态c时的温度 B.从C.从D.从E.从为
,则
的过程,气体分子密集程度不变,分子平均动能增加 的过程,气体密度不断减小,温度先升高后不变 的过程,气体放出的热量大于外界对气体做的功
的过程,设气体对外做功为
,外界对气体做功为
,气体吸热为
,放热