①某同学用游标卡尺测出截面外边长如图(b)所示,其读数a=1.02cm. ②应选用游标卡尺来测量工件内径d.(选填“毫米刻度尺”、“游标卡尺”、“螺旋测微器”) ③为了测出该金属的电阻率,该同学设计了如图(c)所示的电路.实验测得工件两端电压为U,通过的电流为I,写出该金属电阻率的表达式ρ=
.(用a、d、L、
U、I等字母表示)
考点: 测定金属的电阻率. 专题: 实验题;恒定电流专题.
分析: ①游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数;
②可以用游标卡尺的内侧利爪测工件的内径;用毫米刻度尺测工件的长度; ③根据欧姆定律与电阻定律求出电阻率的表达式.
解答: 解:①由图d所示游标卡尺可得,主尺示数为1cm,游标尺示数为:2×0.1mm=0.2mm=0.02cm,
则游标卡尺读数为:a=1cm+0.02cm=1.02cm;
②应选用游标卡尺来测量工件内径d,选用毫米刻度尺来测量工件长度L.
③工件的横截面积:S=a﹣π(),工件电阻为:R=, 由电阻定律为:R=ρ
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得金属的电阻率为:ρ==.
故答案为:①1.02;②游标卡尺;③.
点评: 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数,对游标卡尺读数时,不需要估读;应用欧姆定律与电阻定律即可求出电阻率表达式. 12.(18分)如图所示,固定点O上系一长L=0.6m的细绳,细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B点接触但对平台无压力,平台高h=0.80m,一质量M=2.0kg的物块开始静止在平台上的P点,现对M施予一水平向右的初速度V0,物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰,碰后小球m在绳的约束下做圆周运动,经最高点A时,绳上的拉力恰好等于摆球的重力,而M落在
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水平地面上的C点,其水平位移S=1.2m,不计空气阻力,g=10m/s,求:
(1)求物块M碰撞后的速度.
(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5,物块M与小球的初始距离为S1=1.3m,物块M在P处的初速度大小为多少?
考点: 动量守恒定律;平抛运动;机械能守恒定律.
分析: (1)物块M做平抛运动,根据平抛运动规律,求出其水平速度即可;
(2)以摆球为研究对象,当它经最高点A时,绳上的拉力T恰好等于摆球的重力,由重力与拉力的合力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律求出摆球经过最高点的速度大小,由机械能守恒定律求出摆球在最低点的速度,根据动量守恒求出碰前M的速度大小,物块M从P运动到B处过程中根据动能定理求出M初速度.
解答: 解:(1)碰后物块M做平抛运动,设其平抛运动的初速度为S=Vt …② 得:
=3.0 m/s …③
…①
(2)物块与小球在B处碰撞,设碰撞前物块的速度为V1,碰撞后小球的速度为V2,由动量守恒定律:
MV1=mV2+MV …⑥
碰后小球从B处运动到最高点A过程中机械能守恒,设小球在A点的速度为VA:
…⑦
小球在最高点时依题给条件有:由⑦⑧解得:V2=6.0 m/s …⑨ 由③⑥⑨得:
=6.0 m/s
…⑧
物块M从P运动到B处过程中,由动能定理:解得:
=7.0 m/s
答:(1)物块M碰撞后的速度为3.0 m/s.
(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5,物块M与小球的初始距离为S1=1.3m,物块M在P处的初速度大小为7.0 m/s.
点评: 本题是碰撞、平抛运动与圆周运动和综合,采用程序法思维,把握各个运动过程的物理规律是关键,是一道考查综合能力的好题.
13.(18分)竖直平行放置的两个金属板A、K连在如图所示的电路中.电源电动势E=91V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=l0Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,S1、S2为A、K板上的两个小孔,S1与S2的连线水平,在K板的右侧有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T,方向垂直纸面向外.另有一水平放置的足够长的荧光屏D,如图H=0.2m.电
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量与质量之比为2.0×l0C/kg的带正电粒子由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后打到荧光屏D上.粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计. (1)两个金属板A、K各带什么电?
(2)如果粒子垂直打在荧光屏D上,求粒子在磁场中运动的时间和电压表的示数为多大? (3 )调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片到最左端时,通过计算确定粒子能否打到荧光屏?.
考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 带电粒子在复合场中的运动专题.
分析: (1)根据带正电的粒子在电场中加速,得出两个金属板的带电性质.
(2)粒子垂直打在荧光屏上,在磁场中运动的轨道半径为H,结合半径公式得出粒子的速度,从而得出粒子在磁场中运动的周期,抓住粒子在磁场中运动四分之一周期求出运动的时间,通过动能定理求出电压表的示数.
(3)当滑片到左端时,R2有最小值,两极板间的电压最小.根据闭合电路欧姆定律求出两极板间的电势差,根据动能定理求出粒子进入磁场的速度,根据半径公式求出粒子在磁场中运动的半径,从而确定粒子能否打到荧光屏. 解答: 解:(1)因为带电粒子在电场中加速,电场的方向水平向右,所以A极板带正电,K极板带负电.
(2)当粒子垂直打到D板上时,有粒子做圆周运动的半径 R=H
设粒子的电荷量为q,质量为m,从S2穿出的速度为v0. 由牛顿运动定律得:
,
t==7.9×10s
﹣5
两极板间的电压U即为电压表的读数,由动能定理:
联立得:U=40V.
(3)由题知,当滑片到左端时,R2有最大值,两极板间的电压最小. 由闭合电路欧姆定律,回路中的电流:电阻R1两端电压为:U1=IR1,得U1=10V
,
=1A
,
R1=0.1m=
即恰好打在K板的正下方的D板上. 答:(1)A极板带正电,K极板带负电;
(2)粒子在磁场中运动的时间为7.9×10s,电压表的示数为40V. (3)粒子恰好打在K板的正下方的D板上.
﹣5
点评: 本题综合考查了闭合电路欧姆定律、动能定理、牛顿第二定律,解决本题的关键作出粒子的轨迹图,结合粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式灵活求解.