【题目】小明同学设计了如图1所示的 电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电流表A(量程为0.6A,内阻较小),电阻箱R(0﹣99.99Ω),单刀单掷开关S1, 单刀双掷开关S2, 导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.闭合S1, 将S2切换到a,调节电阻箱R,读出其示数r1和对应的 电流表示数I,将S2切换到b,调节电阻箱R,使电流表示数仍为I,读出此时电阻箱的示数r2,则电阻R1的表达式为R1=_______.
(2)小明同学已经测得电阻R1=2.0Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.他的做法是:闭合S1, 将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I,由测得的数据,绘出了如图2所示的1/I﹣R图线,则电源电动势E=______V,电阻R2=_______Ω.(保留两位有效数字)
(3)用此方法测得的电动势的测量值__________真实值;R2的测量值_________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】r1- r2, 1.5,1.0, 等于, 大于
【解析】
(1)当R2接a时应有:E=I(R2+r1);
当S2接b时应有:E=I(R2+R1+r);
联立以上两式解得:R1=r1-r2;
(2)根据闭合电路欧姆定律应有:E=I(R2+R+R1)
变形为:,
根据函数斜率和截距的概念应有:
=2.0
解得:E=1.5V,R2=1.0Ω;
(3)若考虑电源内阻,对(1):接a时应有:E=I(R2+r1+r),接b时应有:E=I(R2+r2+r)
联立可得R1=r1-r2,即测量值与真实值相比不变;
对(2)应有:E=I(R2+R+R1+r),变形为,
比较两次表达式的斜率和截距可知,电动势不变,R1变小,即测量值比真实值偏大.
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【题目】美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法,能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示,设释放氦气前,探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上,忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力,则下列说法中正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率大于在轨道Ⅱ上B点速率
B. 探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率
C. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ运行的周期
D. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同
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【题目】宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。设每个星体的质量均为m,引力常量为G。
(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度大小。
(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?
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【题目】为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有( )
A. 两球的质量应相等
B. 两球应同时落地
C. 应改变装置的高度,多次实验
D. 实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
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【题目】如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块,A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍.求:
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?
(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则盘转动的最大角速度多大?
(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细绳,则A、B将怎样运动?(g取10 m/s2)
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【题目】(1) “研究平抛物体的运动”实验的装置如下图所示,在实验前应调节将斜槽直至末端切线 ,实验时保证小球每次必须从斜面上的 由静止开始释放。
(2)某次实验记录由于没有记录抛出点,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤的情况确定坐标系,上图中背景方格的边长均为0.05m,取g=l0m/s2,小球运动中水平分速度的大小是 m/s,小球经过B点时的速度大小是 m/s,小球平抛运动抛出点的x轴坐标为 m。
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【题目】如图所示,平行板电容器上极板带正电荷,且与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P点的正点电荷,以E表示两极板间电场的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角,若保持上极板不动,将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A.增大,E增大
B.减小,E减小
C.增大,增大
D.减小,减小
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【题目】如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处栓一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为l,现在杆的另一端用カ,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置,此过程中下列说法正确的是( )
A. 重物M做匀速直线运动
B. 重物M做匀变速直线运动
C. 重物M的最大速度是ωl
D. 重物M的速度先増大后減小
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【题目】(19分)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为S。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g。
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件。
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