安徽省宣城市2021届高三下学期第三次模拟物理试卷 Word版含解析
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安徽省宣城市2021届高考物理三模试卷
一、选择题(每小题6分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.一束由a、b两种单色光组成的复色光从水中射入空气中,并分成a、b两束,下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
A.若水中入射光SA的入射角不断增大,则a光先发生全反射
B.a光频率比b光频率小
C.a光在水中的频率比a光在空气中的频率大
D.在水中a光传播的速度比b光的小
2.如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置质量为m的小滑块.木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出其加速度a,得到如图乙所示的a﹣F图.取g=10m/s2,则( )
A.滑块的质量m=2kg
B.木板的质量M=4kg
C.当F=8N时滑块加速度为1m/s2
D.滑块与木板间动摩擦因数为0.2
3.如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上,突然加一个水平向右的匀强电场后,两小球A、B将由静止开头运动,在以后的运动过程中,对两小球A、B和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用,且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是( )
A.由于电场力对球A和球B做的总功为0,故小球电势能总和始终不变
B.由于两个小球所受电场力等大反向,故系统机械能守恒
C.当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小
D.当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时,系统动能最大
4.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电量为2C,质量为1kg的小物块从C点静止释放,其运动的v~t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的( ) A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2v/m
B.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C.由C点到A点的过程中,电势渐渐上升
D.AB两点电势差U AB=﹣5 V
5.某课题争辩小组野外考察时登上一山峰,欲测出所处位置高度,做了如下试验:用细线拴好小石块系在树枝上做成一个简易单摆,用随身携带的钢卷尺测出悬点到石块重心的长度L:然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使其在竖直平面内摇摆,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.若已知地球半径为R,海平面处重力加速度为g0由此可算出他们所处位置的海拔高度为( )
A .﹣R
B .﹣R
C .﹣R
D .﹣R
6.如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,A、B分别为最高点和最低点(图中未标出),外圆光滑内圆粗糙.一质量为m=0.2kg的小球从轨道的最低点以水平向右的初速度v0开头运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径R=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,设小球过最低点B时重力势能为零,下列说法中正确的是( )
A.若小球运动到最高点A时速度为0,则小球机械能肯定不守恒
B.若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0肯定等于2m/s
C.若要小球不挤压内轨,则v0肯定不小于5m/s
D.若小球开头运动时初动能为1.6 J,则足够长时间后小球的机械能为1 J
7.两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端栓接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的削减量
B.金属棒在最低点的加速度小于g
C.当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大
D.金属棒在以后运动过程中的最大高度肯定等于静止释放时的高度
二、解答题(共5小题)
8.利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时,如图所示用垫块把导轨一端垫高H,将一质量为m的滑块由轨道上端某一处滑下,滑块上表面装有宽度为d=3.00cm的挡光片,它通过光电门G时,光电门记录挡光片通过的时间,从而可以求得滑块的速度.重复试验,让滑块总是从同一位置滑下,转变光电门的位置,就可以得到滑块通过不同位置时的速度.取光电门的任意两个位置,可以算出滑块动能的增量△E k,如再算出重力势能的削减量△E P,比较△E k与△E P的大小,便可验证机械能是否守恒.
(1)在一次试验中把光电门放置于x1、x2两个位置,分别测得滑块通过光电门时间为△t1、△t2,则滑块由x1运动到x2,重力势能削减量△E P=__________,动能的增量△E k=__________(用题给字母表示)
(2)若测得图中L=0.800m,H=16.0cm,m=500g,x1=0.200m,x2=0.700m,△t1=5.00×10﹣2s、△t2=2.00×10﹣2s,当地重力加速度g=9.80m/s2,则滑块由G1到G2这个过程中重力势能削减量△E p=__________J,动能增加量△E k=__________J.(结果保留三位有效数字)
9.某同学用如图1题目下方甲所示的电路测定未知电阻R x的值及电源电动势,R为电阻箱.
(1)若图甲中电流表表盘有均匀刻度,但未标刻度值,而电源内阻与电流表的内阻均可忽视不计,能否测得R x的值?__________(填“能”或“不能”).
(2)若该同学后来得知电流表量程后,调整电阻箱R=R1时,电流表的示数为I1;R=R2时,电流表的示数为I2,则可求得电源的电动势为E=__________.(3)该同学调整电阻箱的不同阻值,测得多组电流值,他把这些数据描在﹣R图象上,得到始终线,如图乙所示,由图线可得E=__________V,R x=__________Ω.(结果保留三位有效数字)
10.飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道,某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离,他的设计思想如下:如图所示,航空母舰的水平跑道总长l=180m,其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机,这种直线电机从头至尾可以供应一个恒定的牵引力F牵.一架质量为
m=2.0×104kg的飞机,其喷气式发动机可以供应恒定的推力F推=1.2×105N.考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关,假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起飞的速度v=100m/s,航母处于静止状态,飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果均保留两位有效数字).
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小;
(3)电磁弹射器输出效率可以达到80%,则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量.
11.(16分)如图所示,直线OP与x轴的夹角为45°,OP上方有沿y轴负方向的匀强电场,OP与x轴之间的有垂直纸面对外的匀强磁场区域I,x轴下方有垂直纸面对外的匀强磁场区域II.不计重力,一质量为m、带电量为q的粒子从y轴上的A(0,l)点以速度v0垂直y轴射入电场,恰以垂直于OP的速度进磁场区域I.若
带电粒子其次次通过x轴时,速度方向恰好垂直x轴射入磁场区域I,在磁场区域I中偏转后最终粒子恰好不能再进入电场中.求:
(1)带电粒子离开电场时的速度大小v;
(2)电场强度E的大小;
(3)磁场区域I、Ⅱ的磁感应强度B1、B2的大小.
12.如图所示,水平传送装置A、B两点间距离l=7m,皮带运行的速度v0=10m/s o紧靠皮带(不接触)右侧有质量M=4kg、上表面与皮带等高的平板小车停在光滑水平面上,车上表面高h1=1.6m.水平面右端的台阶高h2=0.8m,台阶宽b=0.7m,台阶右端C恰与半径R=5m的光滑圆弧轨道连接,C和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=53°.现有质量m=2kg的小物块,无初速地从A点放到皮带上,物块与皮带间的动摩擦因数μ1=0.35,与平板车间的动摩擦因数μ2=0.2.已知物块由皮带过渡到平板车时速度不变,物块离开平板车后正好从光滑圆弧轨道的左端C点沿切线进人圆弧轨道;车与台阶相碰后不再运动(S取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)物块在皮带上滑动过程中因摩擦而产生的热量Q;
(2)物块在圆弧轨道最低点D对轨道的压力F N
(3)平板车上表面的长度L和B,C两点间的水平距离S0.
安徽省宣城市2021届高考物理三模试卷
一、选择题(每小题6分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.一束由a、b两种单色光组成的复色光从水中射入空气中,并分成a、b两束,下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
A.若水中入射光SA的入射角不断增大,则a光先发生全反射
B.a光频率比b光频率小
C.a光在水中的频率比a光在空气中的频率大
D.在水中a光传播的速度比b光的小
考点:光的折射定律.
专题:光的折射专题.
分析:光源S向水面A点放射一束光线,折射光线分成a,b两束,两条光路入射角相同,a光的折射角小于b光的折射角.依据折射定律分析折射率的大小.由sinC=分析临界角的大小,再争辩全反射.折射率越大,
频率越大.光的频率由光源打算,与介质无关.由公式v=分析光在水中的速度关系.
解答:解:A、由题,两光束的入射角i相同,折射角r a<r b,依据折射定律得知折射率n a<n b.由sinC=
可知a光的临界角较大.
若水中入射光SA的入射角不断增大时入射角先达到b光的临界角,则b光先发生全反射,故A错误.
B、a光的折射率小,则a光的频率小,故B正确.
C、光的频率由光源打算,与介质无关,则a光在水中的频率与a光在空气中的频率一样大,故C错误.
D、公式v=分析得知,在水中a光的速度比b光的速度大.故D错误.
故选:B.
点评:本题关键要把握光的折射定律、全反射临界角公式等学问点,同学们只要加强对光学基础学问的学习,就能轻松解答.
2.如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置质量为m的小滑块.木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出其加速度a,得到如图乙所示的a﹣F图.取g=10m/s2,则( )
A.滑块的质量m=2kg
B.木板的质量M=4kg
C.当F=8N时滑块加速度为1m/s2
D.滑块与木板间动摩擦因数为0.2
考点:牛顿其次定律;匀变速直线运动的图像.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:当拉力较小时,m和M保持相对静止一起做匀加速直线运动,当拉力达到肯定值时,m和M发生相对滑动,结合牛顿其次定律,运用整体和隔离法分析.
解答:解:A、当F等于6N时,加速度为:a=1m/s2,
对整体分析,由牛顿其次定律有:F=(M+m)a,
代入数据解得:M+m=6kg
当F大于6N时,依据牛顿其次定律得:a==F ﹣,
知图线的斜率k==,
解得:M=2kg,
滑块的质量为:m=4kg.故A错误,B错误.
C、依据F大于6N的图线知,F=4时,a=0,
即:0=×F ﹣,
代入数据解得:μ=0.1,
所以a=F﹣2,当F=8N时,长木板的加速度为:a=2m/s2.
依据μmg=ma′得:a′=μg=1m/s2,故C正确,D错误.
故选:C.
点评:本题考查牛顿其次定律与图象的综合,知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键,把握处理图象问题的一般方法,通常通过图线的斜率和截距入手分析.
3.如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上,突然加一个水平向右的匀强电场后,两小球A、B将由静止开头运动,在以后的运动过程中,对两小球A、B和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用,且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是( )
A.由于电场力对球A和球B做的总功为0,故小球电势能总和始终不变
B.由于两个小球所受电场力等大反向,故系统机械能守恒
C.当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小
D.当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时,系统动能最大
考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势差与电场强度的关系.
专题:电场力与电势的性质专题.
分析:加电场后,A小球受到向左的电场力,B小球受到向右的电场力,电场力做正功,电势能减小,小球的动能和弹簧的弹性势能都变大,对每个小球而言,开头都做加速运动,当电场力与弹簧的弹力大小相等时,加速度为零,速度达到最大值,之后由于惯性连续运动,小球将减速,当速度为零时,弹簧伸长量最大,之后,小球反向运动.
解答:解:A、加电场后,A小球受到向左的电场力,B小球受到向右的电场力,电场力做正功,小球电势能总和减小,故A错误;
B、除重力和弹力之外,还有电场力做功,电场力做正功,机械能不守恒,故B错误;
C、电场力对两球分别做正功,弹簧第一次伸长到最长的运动过程时,电场力对系统做功做多,系统机械能最大,故C错误;
D、弹簧第一次伸长到最长的运动过程中,当电场力和弹簧弹力平衡前,合力对小球始终做整个,小球动能始终增大,当弹力大于电场力后,合力对小球做负功,小球动能减小,由此可知,当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时,小球动能最大,系统动能最大,故D正确;
故选:D.点评:本题关键要明确两个小球的速度的变化状况,依据功能关系分析小球和系统能量如何变化.
4.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电量为2C,质量为1kg的小物块从C点静止释放,其运动的v~t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的( )
A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2v/m
B.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C.由C点到A点的过程中,电势渐渐上升
D.AB两点电势差U AB=﹣5 V
考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势.
专题:电场力与电势的性质专题.
分析:两个等量的同种正电荷,其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧;电量为2C仅在运动方向上受电场力作用从C点到B、到A运动的过程中,依据V﹣t图可知在B点的加速度为运动物体先做加速度增大后做加速度减小的加速运动,则推断电荷所受电场力大小变化状况和加速度变化状况.
解答:解:A、据V﹣t图可知带电粒子在B点的加速度最大为2m/s2,所受的电场力最大为2N,据E=知,
B点的场强最大为1N/C,故A错误.
B、据V﹣t图可知带电粒子的速度增大,电场力做正功,电势能减小,故B错误.
C、据两个等量的同种正电荷,其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧,故由C点到A点的过程中电势渐渐减小,故C错误.
D、据V﹣t图可知A、B两点的速度,在依据动能定理得电场力做的功W BA=10J,再用U AB ===
﹣5V,故D正确.
故选:D.
点评:明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键,据V﹣t图猎取加速度、速度、动能等物理量是解本题的突破口.
5.某课题争辩小组野外考察时登上一山峰,欲测出所处位置高度,做了如下试验:用细线拴好小石块系在树枝上做成一个简易单摆,用随身携带的钢卷尺测出悬点到石块重心的长度L:然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使其在竖直平面内摇摆,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.若已知地球半径为R,海平面处重力加速度为g0由此可算出他们所处位置的海拔高度为( )
A .﹣R
B .﹣R
C .﹣R
D .﹣R
考点:单摆周期公式.
专题:单摆问题.
分析:单摆完成一次全振动的时间是一个周期.单摆完成n次全振动所用的时间t,求出周期.由单摆的周期公式得出重力加速度的表达式.依据重力等于万有引力,列式得出海拔高度与重力加速度的关系,即可求解.
解答:解:由题,单摆完成n次全振动所用的时间t,则得单摆的周期为T=.①
设山峰处重力加速度为g,由单摆的周期公式T=2π②
又mg=G,③
mg0=G,④
由③④得:g=⑤
由①②⑤联立解得:h=﹣R
故选:D.
点评:单摆的周期接受累积法测量,周期的表达式为T=.关键要抓住单摆周期与万有引力之间联系的纽带:重力加速度g,由重力等于万有引力,争辩重力加速度与高度的关系.
6.如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,A、B分别为最高点和最低点(图中未标出),外圆光滑内圆粗糙.一质量为m=0.2kg的小球从轨道的最低点以水平向右的初速度v0开头运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径R=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,设小球过最低点B时重力势能为零,下列说法中正确的是( )
A.若小球运动到最高点A时速度为0,则小球机械能肯定不守恒
B.若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0肯定等于2m/s
C.若要小球不挤压内轨,则v0肯定不小于5m/s
D.若小球开头运动时初动能为1.6 J,则足够长时间后小球的机械能为1 J
考点:机械能守恒定律;向心力.
专题:机械能守恒定律应用专题.
分析:内圆粗糙,小球与内圆接触时要受到摩擦力作用,要克服摩擦力做功,机械能不守恒;
外圆光滑,小球与外圆接触时不受摩擦力作用,只有重力做功,机械能守恒,应用牛顿其次定律与机械能守恒定律分析答题.解答:解:A、若小球运动到最高点时受到为0,则小球在运动过程中肯定与内圆接触,受到摩擦力作用,要克服摩擦力做功,机械能不守恒,故A正确;
B、假如内圆光滑,小球在运动过程中不受摩擦力,小球在运动过程中机械能守恒,假如小球运动到最高点时速度为0,由机械能守恒定律得:mv02=mg•2R ,小球在最低点时的速度
,由于内圆粗糙,小球在运动过程中要克服摩擦力做功,则小球在最
低点时的速度应大于2m/s,故B错误;
C、小球假如不挤压内轨,则小球到达最高点速度最小时,小球的重力供应向心力,由牛顿其次定律得:
mg=m,由于小球不挤压内轨,则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用,只有重力做功,机械能守恒,从最低点到最高点过程中,由机械能守恒定律得:mv02=mv2+mg•2R,解得:v0=5m/s,则小球要不挤压内轨,速度应大于等于5m/s,故C正确;
D 、依据得小球的初速度为<5m/s,则小球在运动过程中要与内
轨接触,要克服摩擦力做功,机械能削减,最终小球将在轨道的下半圆内做往复运动,到达与圆心同高位置处速度为零,则小球的最终机械能为:E=mgR=0.2×10×0.5=1J,故D正确;
故选:ACD.
点评:本题综合考查了动能定理、牛顿其次定律和机械能守恒定律,综合性较强,关键是理清运动过程,抓住临界状态,运用合适的规律进行求解.
7.两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端栓接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的削减量
B.金属棒在最低点的加速度小于g
C.当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大
D.金属棒在以后运动过程中的最大高度肯定等于静止释放时的高度
考点:导体切割磁感线时的感应电动势;重力势能.
专题:电磁感应与电路结合.
分析:分析金属棒的运动状况:先向下做加速运动,后向下做减速运动,当重力、安培力与弹簧的弹力平衡
时,速度最大.依据功能关系得知,回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的削减量与弹簧弹性势能增加量之差.由于产生内能,金属棒在以后运动过程中的最大高度肯定低于静止释放时的高度.
解答:解:A、依据能量守恒定律得知,回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的削减量与弹簧弹性势能增加量之差,故A错误.
B、金属棒先向下做加速运动,后向下做减速运动,假设没有磁场,金属棒运动到最低点时,依据简谐运动的对称性可知,最低点的加速度等于刚释放时的加速度g,由于金属棒向下运动的过程中,产生感应电流,受到安培力,而安培力是阻力,则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度,故金属棒在最低点的加速度小于g,故B正确.
C、金属棒向下运动的过程中,受到重力、弹簧的弹力和安培力三个力作用,当三力平衡时,速度最大,即当弹簧弹力、安培力之和等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大,故C错误.
D、由于产生内能,弹簧具有弹性势能,由能量守恒得知,金属棒在以后运动过程中的最大高度肯定低于静止释放时的高度,故D错误.
故选:B.
点评:本题运用力学的方法分析金属棒的运动状况和受力状况,及功能关系,难点是运用简谐运动的对称性分析金属棒到达最低点时的加速度与g的关系.
二、解答题(共5小题)
8.利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时,如图所示用垫块把导轨一端垫高H,将一质量为m的滑块由轨道上端某一处滑下,滑块上表面装有宽度为d=3.00cm的挡光片,它通过光电门G时,光电门记录挡光片通过的时间,从而可以求得滑块的速度.重复试验,让滑块总是从同一位置滑下,转变光电门的位置,就可以得到滑块通过不同位置时的速度.取光电门的任意两个位置,可以算出滑块动能的增量△E k,如再算出重力势能的削减量△E P,比较△E k与△E P的大小,便可验证机械能是否守恒.
(1)在一次试验中把光电门放置于x1、x2两个位置,分别测得滑块通过光电门时间为△t1、△t2,则滑块由x1运动到x2,重力势能削减量△E P =,动能的增量△E k =
(用题给字母表示)
(2)若测得图中L=0.800m,H=16.0cm,m=500g,x1=0.200m,x2=0.700m,△t1=5.00×10﹣2s、△t2=2.00×10﹣2s,当地重力加速度g=9.80m/s2,则滑块由G1到G2这个过程中重力势能削减量△E p=0.490JJ ,动能增加量△E k=0.473JJ.(结果保留三位有效数字)
考点:验证机械能守恒定律.
专题:试验题;机械能守恒定律应用专题.
分析:利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时,重力势能削减量△E p=mgh;滑块通过光电门的瞬时速度可以看做是它们的平均速度,即,动能,验证两者相等即可.解答:解:(1)设滑块下滑的竖直高度h,则:,所以:,滑块减小的机械能:
滑块通过光电门的瞬时速度可以看做是它们的平均速度:得:,
滑块增加的动能:
(2)代人数据,求得:J;
J.
故答案为:(1),;
(2)△E P=0.490J,△E K=0.473J.
点评:该题中,滑块通过光电门的瞬时速度可以看做是它们的平均速度,即是解题的关键.
9.某同学用如图1题目下方甲所示的电路测定未知电阻R x的值及电源电动势,R为电阻箱.
(1)若图甲中电流表表盘有均匀刻度,但未标刻度值,而电源内阻与电流表的内阻均可忽视不计,能否测得R x的值?能(填“能”或“不能”).
(2)若该同学后来得知电流表量程后,调整电阻箱R=R1时,电流表的示数为I1;R=R2时,电流表的示数为I2,则可求得电源的电动势为E=..
(3)该同学调整电阻箱的不同阻值,测得多组电流值,他把这些数据描在﹣R图象上,得到始终线,如图
乙所示,由图线可得E=1.90±0.02V,R x=8.93±0.05Ω.(结果保留三位有效数字)
考点:测定电源的电动势和内阻.
专题:试验题;恒定电流专题.
分析:本题(1)设每格的电流为,则偏转N格时电流N,依据闭合电路欧姆定律列出R=0和R时的表达式,能解除,说明能测的值;(2)同理,依据闭合电路欧姆定律可以求出电流表示数为和时电动势E的值;(3)题的关键是依据闭合电路欧姆定律列出表达式,然后整理出关于与R 的函数方程,再依据斜率和截距的概念即可求解.
解答:解:(1)依据闭合电路欧姆定律,设电流表每格电流为,当R=0时,应有E=,其中
为指针偏转的格数;
同理调整R,若电流表格数为N,应有E=N),联立以上两式即可解出,所以能测的值.(2)由闭合电路欧姆定律应有E=和E=可解出E=.(3)依据闭合电路欧姆定律应有E=I(R+),=+,依据斜率和纵轴截距的含义可得
==0.525,=4.7,从而可解出,所以能测.E=1.90V±0.02V,r=8.93Ω±0.05Ω
故答案为(1)能
(2).
(3)1.90±0.02,8.93±0.05
点评:遇到电学试验题,关键是明确试验原理,若能解出所要求的物理量即能完成试验;若涉及到图象问题,要依据物理规律列出表达式,然后整理出关于纵轴与横轴物理量的函数式,然后再依据斜率和截距的概念即可求解.
10.飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道,某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离,他的设计思想如下:如图所示,航空母舰的水平跑道总长l=180m,其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机,这种直线电机从头至尾可以供应一个恒定的牵引力F牵.一架质量为
m=2.0×104kg的飞机,其喷气式发动机可以供应恒定的推力F推=1.2×105N.考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关,假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起飞的速度v=100m/s,航母处于静止状态,飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果均保留两位有效数字).
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小;
(3)电磁弹射器输出效率可以达到80%,则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量.
考点:功能关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿其次定律.
分析:(1)飞机在后一阶段,在发动机的推力F推和阻力的作用下匀加速运动,依据牛顿其次定律求解加速度大小;
(2)飞机经受了两个加速度不同的匀加速运动过程,先依据运动学列式求出后一阶段匀加速运动的初速度,即为前一阶段匀加速运动的末速度,再由运动学公式求前一阶段的加速度,最终由牛顿其次定律求牵引力F
牵
.
(3)依据牵引力做功,结合输出效率求出消耗的能量.
解答:解:(1)令后一阶段的加速度大小为a2,平均阻力为f2=0.2mg,依据牛顿其次定律得
F推﹣f2=ma2,
将F推=1.2×105N,m=2.0×104kg代入解得,a2=4m/s2.
(2)令飞机在电磁弹射区的加速度大小为a1,末速度为v1.平均阻力为f1=0.05mg,。