高中物理计算题

如图所示，水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接, 钢管内径很小。传送带的运行速度为v₀="6m/s" ，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑快无初速地放到传送带A端，已知传送带高度为h="12.0m" , 长度为L="12.0m" , “9” 字全高H="0.8m" ,“9” 字上半部分圆弧半径为R=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3 , 重力加速度g=10m/s² , 试求：

（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间
（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向
（3）滑块从D点抛出后的水平射程

如图所示，在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A，带电荷量C．在A的左边相距m的Q点放置一个不带电的滑块B，质量为kg，滑块B距左边竖直绝缘墙壁s＝0.15m．在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场，电场强度为N/C，使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞，碰撞的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动，与墙壁发生碰撞时没有机械能损失，两滑块都可以视为质点．已知水平面OQ部分粗糙，其余部分光滑，两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s²．求：

（1）A经过多少时间与B相碰？相碰结合后的速度是多少？
（2）AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大距离是多少？
（3）A、B相碰结合后的运动过程中，由于摩擦而产生的热是多少？通过的总路程是多少？

如图所示，质量m₁="0.3" kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L="15" m，现有质量m₂="0.2" kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v₀="2" m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数=0.5，取g="10" m/s²．求

（1）物块在车面上滑行的时间t；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v₀′不超过多少．

电荷量为的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平向右方向的电场（如图甲所示）．电场强度的大小与时间的关系、物块运动速度与时间的关系分别如图乙、丙所示，取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）物块质量m；
（2）物块与水平面之间的动摩擦因数.

(18分)
（1）如图9所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。

①下列说法中不符合本实验要求的是        。 (选填选项前面的字母)
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的赢径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时末端必须水平
D．需要的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为、和。已知入射球的质量为，靶球的量为，如果测得近似等于       ，则可认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
（2）用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。
①用多用表粗测电阻丝的电阻，结果如图10所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为
       。

②用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图11所示，由此可知金属丝直径的测量结果为
      mm。

③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：
A．直流电源(电动势约为4.5V，内阻很小)
B．电压表(量程0～3V，内阻约3k)
C．电压表(量程0～15V，内阻约15k)
D．电流表(量程0～0.6A，内阻约0.125)
E．电流表(量程0～3A，内阻约0.025)
F．滑动变阻器(阻值范围0～15，最大允许电流1A)
G．滑动变阻器(阻值范围0～200，最大允许电流2A)
H．开关、导线。
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择     ，电压表应选择     ，滑动变阻器应选择     。(填字母代号)
④根据上面选择器材，完成图12中实验电路的连接。

（1）游标卡尺主尺的最小刻度是1mm，游标尺上有20个等分刻度，则游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差         mm。用这个游标卡尺测量一小球的直径，如图所示的读数是          mm。

（2）某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表（量程0~3V，内阻3kΩ），电流表（量程0~0.6A，内阻1.0Ω），滑动变阻器有R₁（最大阻值10Ω，额定电流2A）和R₂（最大阻值100Ω，额定电流0.1A）各一只。

①实验中滑动变阻器应选用           。（选填“R₁”或“R₂”）
②根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。
③在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图线，根据图线
求出的电源电动势E=          V，内阻r=      Ω。
（3）①下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断的关系应为     （选填“>”、“<”或“=”）

②大小相等的入射小球和被碰小球的质量均已知，利用右图所示的装置和器材能做“验证动量定恒定律”的实验吗？            。（选填“能”或“不能”）如果你选填的是“能”，那么你还需要的器材是：                     。如果你选填的是“不能”，请简要说明理由：
                                               。

（1）①某同学用如图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小实验误差，除了要求钩码的重力远小于小车的重力外，在实验中应该采取的必要措施是                      。

②打点计时器使用50Hz的交流电。下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置。

表：纸带的测量结果

测量点	S/cm	v/(m·s^-1)
O	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

 
③实验测得小车的质是为0.22Kg。此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J，小车的动能变化为           J，这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”。
（2）某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率，已知电阻丝长度为L，电阻约为20Ω，可提供的实验仪器有：
A：电流表G，内阻R_g=120Ω，满偏电流I _g=3mA
B：电流表A，内阻约为0.2Ω，量程为0～0.6A；
C：螺旋测微器
D：变阻箱（0～9999Ω，0.5A）
E：滑动变阻器R_W（5Ω，1A）
F：电池组（3V，0.05Ω）
G：一个开关和导线若干
他进行了以下操作：
①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分，则该次测量测得电阻丝的直径d=               mm。

②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压，则电阻箱的阻值应调为R₀=               Ω。
③设计实验电路图。图虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请将电路图补画完整。
④实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。

⑤测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为I₁，电流表A的示数为I₂。
请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ=        。

（1）某组同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验．图（）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得．

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为                  m/s²．（结果保留二位有效数字）
②在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据．在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量倒数的图象．两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）．你认为同学           （填“甲”、“乙”）的方案更合理．请继续帮助该同学作出坐标系中的图象．

③在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力的图线如图（），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．

（2）某待测电阻的额定电压为3V（阻值大约为10Ω）．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材
A：电流表A₁（量程300mA，内阻约1Ω）
B：电流表A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C：电压表V₁（量程3.0V，内阻约3kΩ）
D：电压表V₂（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E：滑动变阻器R₁（最大阻值为50Ω）
F：滑动变阻器R₂（最大阻值为500Ω）
G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H：电键、导线若干．
①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可）
电流表_________；电压表___________；滑动变阻器_____________．
②下列给出的测量电路中，最合理的电路是

某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．

　　　　　　
①将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E=______，内电阻r=______．

“验证力的平行四边形定则”实验的步骤如下，请你将实验步骤补充完整．

①在水平放置的木板上，固定一张白纸；
②把橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴两根带套的细线. 细线和橡皮筋的交点叫做结点；
③在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点；
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至A点，如图所示，记下此时两力F₁和F₂的方向和大小；
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，      
               ；
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋；
⑦在A点按同一标度，作F₁、F₂、F三个力的图示；
⑧                                  ；
⑨比较F_合和F的大小和方向并得出结论．

如图所示为一种“滚轮——平盘无级变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴转动的圆柱形滚轮组成，由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动（滚轮不打滑）。其中滚轮半径为r、主动轴的半径为r₁、从动轴的半径为r₂、滚轮中心距离主动轴轴线的距离为x。

（1）若主动轴转速为n₁，则从动轴转速n₂=________。
（2）若从动轴牵引一质量为m的重物以速度v匀速上升，则滚轮与平盘间的摩擦力F=_______。电动机施于主动轴外缘的牵引力的功率P=_________。

某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω

小灯泡的伏安特性曲线如I-U图中实线所示，某同学想了解该小灯泡工作时消耗的功率，设计了如图所示测定小灯泡功率的实验电路，电源电动势ε=30V，内电阻可忽略不计，R₁= 20Ω，R₂=40Ω，它们阻值不随温度变化．他将R₁巧妙地看作电源的内电阻，闭合电键S，由U=ε－Ir，得小灯两端电压与小灯电流的一次函数关系U=30－20I，在I-U图上绘得该函数图线（未画出），再通过图线求得小灯泡的实际功率．

指出该同学上述解法中存在的一个错误是___________________________________ ；
小灯的U、I关系是___________________；
小灯泡的实际功率约为___________W．

(18分)
（1）某班同学在做“练习使用多用电表”的实验。
①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图1所示，此被测电阻的阻值约为       Ω。

②某同学按如图2所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S       。(选填“闭合”或“断开”)

③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定

A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．、间导线断路
（2）某同学采用如图3所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。

．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；
．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；
．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量，再重复步骤；
．算出每条纸带对应的加速度的值；
．用纵坐标表示加速度，横坐标表示配重受的重力；(作为小车受到的合力F)，作出图象。
①在步骤中，该同学是采用图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为         m/s；

②其余各点的速度都标在了v坐标系中，如图5所示。时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中，并作出小车运动的图线；利用图线求出小车此次运动的加速度       m/s²；

③最终该同学所得小车运动的图线如图6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比
B．小车的加速度可能大于重力加速度
C．可以确定小车的质量约为0.50kg
D．实验中配重的质量远小于小车的质量

（1）“测定某电阻丝的电阻率”实验
①实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图所示，则电阻丝的直径是_         mm。

②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值：

已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ，下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是：__      （填写相应的字母）。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是        ；根据表中指针所示位置，电阻丝的阻值约为__________Ω。
a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，而后断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆档的某一档位
d．旋转选择开关S，使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔
③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值，实验室提供下列可选用的器材:
电压表V(量程3V，内阻50kΩ)
电流表A₁(量程200μA，内阻200Ω)
电流表A₂(量程5mA，内阻20Ω)
电流表A₃(量程0.6A，内阻1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a．在所提供的电流表中应选用         (填字母代号)；
b．在虚线框中画出测电阻的实验电路；

④分别用L、d、R_X表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ=             。
（2）某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材，研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”。在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时，他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，实验装置如图所示。当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△t，同时小车上的强磁铁插入线圈中，接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小（E近似看成恒定）。调节小车末端的弹簧，小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出。下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t。

次数 测量值	1	2	3	4	5	6	7	8
E/×10^-1V	1.16	1.36	1.70	1.91	2.15	2.75	2.92	3.29
△t/×10^-3s	9.20	7.49	6.29	5.61	5.34	4.30	3.98	3.42

①由实验装置可以看出，实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同，这样可以实现控制__________不变；
②为了探究感应电动势E与△t的关系，请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案。（写出必要的文字说明）