某实验小组预测定一只小灯泡(其额定功率为0.75w,但额定电压已经模糊不清)的额定电压值,实验过程如下:
他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式算出小灯泡的额定电压U= ≈1.23V.但他们认为这样求得的额定电压值不准确,于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路,进行进一步的测量.他们选择的实验器材有:
A.电压表V(量程3v,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~50Ω)
F.电源E(电动势4.0v,内阻不计)
G.开关s和导线若干
(1)测量过程中他们发现,当电压达到1.23v时,灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,所有测量数据见表:
请你根据表中数据,在给出的坐标纸上作出U﹣I图线,从中可得小灯泡的额定电压应为___v(结果保留两位有效数字).这一结果大于实验前的计算结果,原因是_______________.
(2)从表中的实验数据可以知道,他们在实验时所选择的电路应为___,电流表应选___(填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选___(填“R1”或“R2”).
【答案】 2.5 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻 C A2 R1
【解析】(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示;
由图示图象可知,电压U=2.5V时,电流I=0.3A,灯泡功率P=UI=2.5×0.3A=0.75W,等于灯泡额定功率,则灯泡额定电压为2.5V;
由于灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,因此灯泡额定电压大于计算结果.
(2)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻约为: ,电压表内阻约为3kΩ,电流表内阻约为0.6Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表采用外接法,应选择图C所示电路图;由表中实验数据可知,电流的最大测量值为310mA,电流表应选择A2,为方便实验操作,滑动变阻器应选择R1.
【题型】实验题
【结束】
15
如图所示,质量m=2kg的滑块(可视为质点),以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若平板小车质量M=3kg,长L=4.8m。滑块在平板小车上滑移1.5s后相对小车静止。求:
(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;
(2)若要滑块不滑离小车,滑块的初速度不能超过多少。(g取10m/s2)
甲图中游标卡尺读数为________ mm,乙图中螺旋测微器读数为________ mm。
【答案】 52.35 4.225~4.228
【解析】甲图为20分度的游标卡尺,主尺读数为52mm,游标尺读数为7×0.05mm=0.35mm,则读数为52.35mm;乙图中固定部分读数为4mm,可动部分读数为22.5×0.01mm=0.225mm,则读数为4.225mm,由于螺旋测微器可动刻度要估读,所以读数在4.225~4.228mm都正确。
【题型】填空题
【结束】
14
某实验小组预测定一只小灯泡(其额定功率为0.75w,但额定电压已经模糊不清)的额定电压值,实验过程如下:
他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式算出小灯泡的额定电压U= ≈1.23V.但他们认为这样求得的额定电压值不准确,于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路,进行进一步的测量.他们选择的实验器材有:
A.电压表V(量程3v,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~50Ω)
F.电源E(电动势4.0v,内阻不计)
G.开关s和导线若干
(1)测量过程中他们发现,当电压达到1.23v时,灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,所有测量数据见表:
请你根据表中数据,在给出的坐标纸上作出U﹣I图线,从中可得小灯泡的额定电压应为___v(结果保留两位有效数字).这一结果大于实验前的计算结果,原因是_______________.
(2)从表中的实验数据可以知道,他们在实验时所选择的电路应为___,电流表应选___(填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选___(填“R1”或“R2”).
如图所示,将一轻质弹簧从物体B内部穿过,并将其上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A。平衡时物体A距天花板h=2.4m,在距物体A正上方高为h1=1.8m处由静止释放质量为m2=1.0kg的物体B,B下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A运动,两物体不粘连,且可视为质点,碰撞后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,(弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,g=10m/s2)下列说法正确的是( )
A. 碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2m/s
B. 碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25m
C. 碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中,两物体间的平均作用力大小为18N
D. A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
【答案】ABC
【解析】A项:B物体自由下落至与A碰撞前其速度为v0,根据自由落体运动规律,AB碰撞结束之后瞬时二者速度共同速度为vt,根据动量守恒定律,代入数据可得: ,故A正确;
B、C项:从二者一起运动到速度变为零的过程中,选择B作为研究对象,根据动量定理: ,解得F=18N,方向竖直向上,此过程对B分析,根据动能定量理可得,解得x=0.25m,故BC正确;
D项:根据动能定理:A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功和克服重力做功之和,故D错误。
点晴:本题关键是明确两个物体的运动规律,然后运用自由落体运动规律,动量守恒定律和动量定理列式求解。
【题型】多选题
【结束】
13
甲图中游标卡尺读数为________ mm,乙图中螺旋测微器读数为________ mm。
如图所示为某海上救援船的机械臂工作的示意图。机械臂AB、BC由高强度的轻质材料制成,A端固定一个定滑轮,BC可以绕B自由转动。钢丝绳的一端穿过C点并固定,另一端缠绕于可以转动的立柱D上,其质量可以忽略不计。在某次转移货物的过程中,机械臂AB始终保持竖直。下列说法正确的是( )
A. 保持BC不动,使AB缓慢伸长,则BC所受的力增大
B. 保持AB不动,缓慢转动立柱D,使CA变长,则BC所受的力大小保持不变
C. 保持AB不动,使BC缓慢伸长,则BC所受的力增大
D. 保持AB不动,使BC缓慢伸长且逆时针转动,BC所受的力增大
【答案】BCD
【解析】以结点C为研究的对象,则C点受到绳子的压力TAC与BC杆的支持力的作用TBC,三角形ABC与点C所受的三个力构成的三角形是相似三角形,根据;
A项:根据,BC不变,AB增大,所以TBC减小,故A错误;
B项:根据,AB不变,BC不变,所以TBC不变,故B正确;
C、D项:根据,AB不变,BC增大,所以TBC增大,故C、D正确。
点晴:解决本题关键理解使用动态平衡中的相似三角形的方法条件:其中一个力恒定,另外两个分力方向都发生改变。
【题型】null
【结束】
12
如图所示,将一轻质弹簧从物体B内部穿过,并将其上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A。平衡时物体A距天花板h=2.4m,在距物体A正上方高为h1=1.8m处由静止释放质量为m2=1.0kg的物体B,B下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A运动,两物体不粘连,且可视为质点,碰撞后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,(弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,g=10m/s2)下列说法正确的是( )
A. 碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2m/s
B. 碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25m
C. 碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中,两物体间的平均作用力大小为18N
D. A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
如图所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A. 物体开始运动后加速度先增加、后减小
B. 物体开始运动后加速度不断增大
C. 经过时间,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D. 经过时间,物体运动速度达最大
【答案】BC
【解析】由题意可知,在电场改变方向之前,物体沿竖直墙运动,由于水平方向支持力与电场力相等,电场强度减弱,所以支持力减小,故摩擦力减小,所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大;电场改为水平向右时,物体受互相垂直的重力和电场力,而电场力随电场强度的增大而增大,所以合力增大.因此,整个过程中,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故AB错误;因为场强按E=E0-kt变化可知,当电场强度为零时,物体在水平方向上不受力,当场强方向向右后,物体在水平方向上受向右的电场力.据以上分析可知,当场强为零时,物体开始离开墙壁,即E0-kt=0,解得: ,此时在竖直墙壁上的位移最大,故C正确;根据以上分析知,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故D错误。所以C正确,ABD错误。
【题型】单选题
【结束】
11
如图所示为某海上救援船的机械臂工作的示意图。机械臂AB、BC由高强度的轻质材料制成,A端固定一个定滑轮,BC可以绕B自由转动。钢丝绳的一端穿过C点并固定,另一端缠绕于可以转动的立柱D上,其质量可以忽略不计。在某次转移货物的过程中,机械臂AB始终保持竖直。下列说法正确的是( )
A. 保持BC不动,使AB缓慢伸长,则BC所受的力增大
B. 保持AB不动,缓慢转动立柱D,使CA变长,则BC所受的力大小保持不变
C. 保持AB不动,使BC缓慢伸长,则BC所受的力增大
D. 保持AB不动,使BC缓慢伸长且逆时针转动,BC所受的力增大
如图,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( )
A. 电流表读数减小
B. 电压表读数减小
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗 的功率逐渐增大
【答案】BC
【解析】试题分析:由图可知,与滑动变阻器串联后与并联后,再由串联接在电源两端,电容器与并联;当滑片向移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;路端电压减小,同时两端的电压也增大;故并联部分的电压减小;由欧姆定律可知流过的电流减小,则流过并联部分的电流增大,故电流表示数增大;故A错误;因并联部分电压减小,而中电压增大,故电压表示数减小,故B正确;因电容器两端电压减小,故电荷受到的向上电场力减小,则重力大于电场力,合力向下,电荷向下运动,故C正确;因两端的电压减小,由可知,上消耗的功率减小, 故D错误。
考点:闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】解决闭合电路欧姆定律的题目,一般可以按照整体-局部-整体的思路进行分析,注意电路中某一部分电阻减小时,无论电路的连接方式如何,总电阻均是减小的。
【题型】单选题
【结束】
10
如图所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A. 物体开始运动后加速度先增加、后减小
B. 物体开始运动后加速度不断增大
C. 经过时间,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D. 经过时间,物体运动速度达最大