實(shí)驗(yàn)題專項(xiàng)練(六)1.(5分)(2024浙江溫州二模)實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置來驗(yàn)證兩個小球在斜槽末端碰撞時的動量守恒。A、B為兩個直徑相同的小球,質(zhì)量分別為m1、m2,且m1>m2。實(shí)驗(yàn)時,接球板水平放置,讓入射小球A多次從斜軌上E點(diǎn)靜止釋放,平均落點(diǎn)為P1;再把被碰小球B靜放在水平軌道末端,再將入射小球A從斜軌上某一位置靜止釋放,與小球B相撞,并多次重復(fù),分別記錄兩個小球碰后的平均落點(diǎn)M1、N1。甲(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的要求,說法正確的是。

A.斜槽末端必須是水平的B.斜槽軌道必須是光滑的C.必須測出斜槽末端的高度D.放上小球B后,A球必須仍從E點(diǎn)釋放(2)圖甲中O1點(diǎn)為斜槽末端在接球板上的投影點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中,測出O1M1、O1P1、O1N1的長度分別為x1、x2、x3,若兩球碰撞時動量守恒,則滿足的表達(dá)式為(用題中給定的物理量表示)。

(3)圖乙中,僅改變接球板的放置,把接球板豎放在斜槽末端的右側(cè),O2點(diǎn)為碰前小球B球心在接球板上的投影點(diǎn)。使小球A仍從斜槽上E點(diǎn)由靜止釋放,重復(fù)(2)中操作,在接球板上得到三個落點(diǎn)M2、P2、N2,測出O2M2、O2P2、O2N2長度分別為y1、y2、y3,若兩小球碰撞時動量守恒,則滿足的表達(dá)式為(用題中給定的物理量表示)。

(4)如圖丙所示,再一次僅改變接球板的放置,讓接球板的一端緊靠在斜槽末端,使小球A仍從斜槽上E點(diǎn)由靜止釋放,重復(fù)(2)中操作,在接球板上得到三個落點(diǎn)M3、P3、N3,其中O3點(diǎn)為斜槽末端與接球板的接觸點(diǎn),測出O3M3、O3P3、O3N3長度分別為l1、l2、l3,若兩球碰撞時動量守恒,則滿足的表達(dá)式為(用題中給定的物理量表示)。答案(1)AD(2)m1x2=m1x1+m2x3(3)m(4)m1l2=m1l1+m解析(1)為使小球A運(yùn)動至軌道末端的速度相同,方向水平,放上小球B后,小球A必須仍從E點(diǎn)釋放,末端必須水平,安裝的斜槽軌道不需要光滑,故A、D正確,B錯誤;小球從斜槽末端飛出后,做平拋運(yùn)動,豎直方向上,小球A、B下落的高度相等,則兩小球在空中運(yùn)動的時間相等,兩小球水平位移之比等于兩小球速度之比,實(shí)驗(yàn)不需要測出斜槽末端距地面的高度,故C錯誤。(2)小球從斜槽末端飛出后,做平拋運(yùn)動,豎直方向上,小球下落的高度相等,則小球在空中運(yùn)動的時間相等,設(shè)為t0,碰撞前小球A的速度為v0=x2t0,碰撞后小球A、小球B的速度分別為v1=x1t0,v2=x3t0,兩球碰撞前后的總動量守恒有m1v0=m1v1+m2v2,整理得m1x2(3)設(shè)O2B的距離為x,小球做平拋運(yùn)動,碰撞前小球A有y2=12gt22,v3=xt2,碰撞后對小球A、小球B有y1=12gt12,y3=12gt32,v4=xt3,v5=(4)設(shè)斜面的傾角為θ,小球做平拋運(yùn)動,有Lsinθ=12gt2,Lcosθ=vt,解得v=gLcos2θ2sinθ,則碰撞前小球A的速度為v6=gl2cos2θ2sinθ,碰撞后小球A、小球B的速度分別為v7=gl1cos2θ2sinθ,v8=gl3co2.(7分)(2024山東淄博一模)干電池用久后通常電動勢會減小,內(nèi)阻增大。某同學(xué)利用DIS系統(tǒng)、定值電阻R0、電阻箱R等實(shí)驗(yàn)器材分別研究新、舊兩節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。首先測量電池a的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)時多次改變R的阻值,用電流傳感器測得對應(yīng)的電流值I,在計算機(jī)上顯示出如圖乙所示的1IR的關(guān)系圖線a,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻,得到圖乙中的圖線b。甲乙丙丁(1)某次實(shí)驗(yàn)電阻箱調(diào)節(jié)后如圖丙所示,則此時電阻箱的讀數(shù)為Ω。

(2)若定值電阻R0=1.0Ω,令y=1I,x=R,由圖乙中實(shí)驗(yàn)圖線a的擬合方程可得,電池a的電動勢Ea=V,內(nèi)阻ra=(3)根據(jù)圖乙可以判斷,圖線(選填“a”或“b”)對應(yīng)的是新電池。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的電池a的R、I數(shù)據(jù),若令y=I2(R+R0),x=R+R0,則由計算機(jī)擬合得出的yx圖線如圖丁所示,則圖線最高點(diǎn)A的坐標(biāo)值應(yīng)為x=Ω,y=W(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)12.0(2)432.0(3)b(4)2.00.22解析(1)由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則有0×100Ω+1×10Ω+2×1Ω+0×0.1Ω=12.0Ω,此時電阻箱的讀數(shù)為12.0Ω。(2)由閉合電路歐姆定律有I=Era+R0+R,整理有1I=1ER+r+R0E,結(jié)合題中圖線a的解析式,有0.75=1E,2.(3)由之前的分析可知,圖像的斜率為電池的電動勢的倒數(shù),由題圖可知,其圖線a的斜率大,所以圖線a的電動勢小。根據(jù)題意,舊電池的電動勢減小,所以圖線a為舊電池,圖線b為新電池。(4)分析題圖甲中電路可知,外電路的用電器為電阻R和R0,結(jié)合題意