Question

（1）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为______cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是______．（R视为质点）

（2）为测量一电源的电动势及内阻，
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A．量程为1V、内阻大约为1KΩ的电压V₁．
B．量程为2V、内阻大约为2KΩ的电压V₂．
C．量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压V₃．
选择电压表______串联______KΩ的电阻可以改转成量程为9V的电压表
②利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号V₁，V₂，V₃与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图．
③．根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E=______V、内阻r=______Ω．

Answer

（1）小圆柱体参与了两方向上的运动，竖直向匀速，水平向上的匀加速，则可分别求出两方向上的速度，再由速度的合成求得合速度；
（2）①改装中要进行量程的换算，故可以选量程成整数倍的电表；
②由闭合电路的欧姆定律的实验方法可知实验电路图；
③由闭合电路的欧姆定律可列式求得电动势及内阻．
【解析】
（1）“研究运动的合成与分解”实验中：
小圆柱体R在竖直方向匀速运动有y=vt，，在水平方向做初速为0的匀加速直线运动得a=2cm/s2，R的速度大小为，轨迹示意图是D．
（2）①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压V3表盘刻度改装容易，读数容易，改装后量程和内阻都扩大3倍，所以改装时需要串联6KΩ的电阻．
②实验原理电路图，如图：
③电压表示数为1.50V时，改装电压表的示数为4.50V，即加在电阻箱上的电压是4.50V，根据闭合电路的欧姆定律 ，同理有．连立二式解得   E=7.5V  r=10Ω
故答案为：（1）5，D；
（2）①V3；6；②电路如图所示：③7.5，10．