题目内容

本题共18分,其中(1)问8分,(2)问10分
(1)某同学利用如图图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其实验的部分原理是利用平抛运动的知识.那么:
①实验中必须要求的条件是______.
A.弧形斜槽必须尽可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切线必须水平
C.必须测量出小球的质量m,
D.小球每次必须从同一高度处滚下

②实验中测得弧形斜槽末端离地面的高度为H,将钢球从斜槽的不同高度h处静止释放,钢球的落点距弧形斜槽末端的水平距离为s.则当s2与H、h的理论关系满足s2=______时,小球的机械能守恒.
③实验中,该同学发现实验结果不满足理论计算得到的s2-h关系,该同学认为出现这一结果的原因除了摩擦和空气阻力等外,还有一个原因可能是小球的大小,因此又用游标卡尺测了小球的直径,其结果如图图乙所示.关于该同学认为“小球的大小”对结果有影响的分析,你认为正确吗?______.(不需说明理由),小球的直径为______mm.
(2)(10分)某同学为了测量一个在不同电压下工作时的电热器Rx的阻值,已知电热器的额定电压为12V.在实验结束后,该同学记录的测量数据如下:
U/V1.02.23.05.08.010.012.0
I/A0.080.150.200.300.400.450.50
请根据上述信息完成下列问题:
①(2分)除电热器外,实验室里还给该同学提供了如下器材供选择:
A.电流表(0~3A,0.1Ω)
B.电流表(0~0.6A,10Ω)
C.电压表(0~3V,1kΩ)         D.电压表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω,0.3A)    F.滑动变阻器(0~l0Ω,2A)
G.输出电压为l6V的学生电源,H.导线、开关.那么该同学选择使用的器材是:______.(填序号)
②(4分)在虚线框内画出实验电路图.
③(4分)在图图丙中的坐标纸上作出U-I图象.并根据图象说明电热器的电阻大小随电压变化的关系______.
【答案】分析:(1)根据两点选择条件:1、本实验是为了验证机械能守恒定律,应尽可能减小阻力.2、要利用平抛运动知识测量速度.
根据原理分析s2与H、h的理论关系.
(2)根据电流、电压的范围选择电表的量程.电路分为测量电路和调节电路两部分:测量电路要减小误差,力求精确.调节电路使用变阻器,由题给数据应采用分压式.
解答:解:(1)①本实验是为了验证小球从弧形斜槽滚下过程机械守恒,必须满足守恒条件:只有重力做功,因此要减小阻力.故弧形斜槽必须尽可能的光滑.
         要利用平抛运动测量速度,弧形斜槽末端的切线必须水平.
         ②由mgh=,v=,代入得到S2=4Hh 
         ③平抛运动物体只受重力,实验时应可尽可能减小阻力,小球的大小影响空气阻力大小.故该同学的分析是正确的.
          游标卡尺测出小球的直径D=20.15mm
     (2)①由实验数据可知:电压最大值12.0V,电流最大值0.50A,故选择器材是BDFGH.
          ②电压、电流从0开始测量,滑动变阻器接成分压式.
            由题给数据,电热器的电阻大约10Ω左右,采用电流表外接法.电路图如下.
          ③图线的斜率等于电阻,斜率增大,可见,电热器的电阻大小随电压的增大而增大.
故答案是:(1)①AB;   ②4Hh    ③正确;20.15mm.
          (2)①BDFGH   ②如图(甲).③如图(乙),电热器的电阻大小随电压的增大而增大.
点评:本题中,电热器是非线性元件,电阻R=.往往根据电压、电流的测量范围确定电表的量程.
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本题共18分,其中(1)问8分,(2)问10分
(1)某同学利用如图图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其实验的部分原理是利用平抛运动的知识.那么:
①实验中必须要求的条件是
 

A.弧形斜槽必须尽可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切线必须水平
C.必须测量出小球的质量m,
D.小球每次必须从同一高度处滚下
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②实验中测得弧形斜槽末端离地面的高度为H,将钢球从斜槽的不同高度h处静止释放,钢球的落点距弧形斜槽末端的水平距离为s.则当s2与H、h的理论关系满足s2=
 
时,小球的机械能守恒.
③实验中,该同学发现实验结果不满足理论计算得到的s2-h关系,该同学认为出现这一结果的原因除了摩擦和空气阻力等外,还有一个原因可能是小球的大小,因此又用游标卡尺测了小球的直径,其结果如图图乙所示.关于该同学认为“小球的大小”对结果有影响的分析,你认为正确吗?
 
.(不需说明理由),小球的直径为
 
mm.
(2)(10分)某同学为了测量一个在不同电压下工作时的电热器Rx的阻值,已知电热器的额定电压为12V.在实验结束后,该同学记录的测量数据如下:
U/V 0 1.0 2.2 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0
I/A 0 0.08 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50
请根据上述信息完成下列问题:
①(2分)除电热器外,实验室里还给该同学提供了如下器材供选择:
A.电流表(0~3A,0.1Ω)
B.电流表(0~0.6A,10Ω)
C.电压表(0~3V,1kΩ)         D.电压表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω,0.3A)    F.滑动变阻器(0~l0Ω,2A)
G.输出电压为l6V的学生电源,H.导线、开关.那么该同学选择使用的器材是:
 
.(填序号)
②(4分)在虚线框内画出实验电路图.
③(4分)在图图丙中的坐标纸上作出U-I图象.并根据图象说明电热器的电阻大小随电压变化的关系
 

(本题共15分)上海世博会于2010年5月1日精彩开幕。各场馆新颖的环保设计、新能源汽车的闪亮登场、太阳能的广泛利用……令人耳目一新。“一切始于世博会!”——世博会展现的高科技将使我们的生活更美好。

1.太阳能是清洁的新能源,为了环保,我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别,把编号填入相应的表格。

①石油  ②地热能  ③核能  ④天然气  ⑤风能   ⑥潮汐能

类别

编号

新能源

 

常规能源

 

 

2.中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%,已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW,那么所使用的太阳能电池板的总面积为     m2

3.各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中,分别填入传感器和逻辑门的名称,使该机器人能够在明亮的条件下,听到呼唤声就来为你服务。

4.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg,在16s内从静止加速到100km/h(即27.8m/s),受到恒定的阻力为1500N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为        N。当E1概念车以最高时速120km/h(即33.3m/s)做匀速直线运动时,其动力系统输出的功率为          kW。

5.在世博园区,运行着许多氢燃料汽车,其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。

(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:

       ①把多用表的选择开关调至电流档,并选择恰当量程,串联在电路中。读出电流I

       ②把多用表的选择开关调至电压档,把红、黑表笔并联在电动机两端,其中红表笔应该接在图中         (填“A”或“B”)端。读出电压U

       ③重复步骤①和②,多次测量,取平均值;

       ④根据公式P=        计算氢燃料电池输出功率。

(2)在上述第②步中遗漏的操作是                      

(3)如果该电动机的效率为,汽车运动的速度为v,则汽车的牵引力为         

 

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【小题1】太阳能是清洁的新能源,为了环保,我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别,把编号填入相应的表格。
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能  ⑥潮汐能

类别
编号
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【小题2】中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%,已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW,那么所使用的太阳能电池板的总面积为    m2

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【小题5】在世博园区,运行着许多氢燃料汽车,其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。

(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:
①把多用表的选择开关调至电流档,并选择恰当量程,串联在电路中。读出电流I
②把多用表的选择开关调至电压档,把红、黑表笔并联在电动机两端,其中红表笔应该接在图中        (填“A”或“B”)端。读出电压U
③重复步骤①和②,多次测量,取平均值;
④根据公式P=        计算氢燃料电池输出功率。
(2)在上述第②步中遗漏的操作是                      
(3)如果该电动机的效率为,汽车运动的速度为v,则汽车的牵引力为         

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类别

编号

新能源

 

常规能源

 

 

2.中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%,已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW,那么所使用的太阳能电池板的总面积为     m2

3.各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中,分别填入传感器和逻辑门的名称,使该机器人能够在明亮的条件下,听到呼唤声就来为你服务。

4.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg,在16s内从静止加速到100km/h(即27.8m/s),受到恒定的阻力为1500N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为         N。当E1概念车以最高时速120km/h(即33.3m/s)做匀速直线运动时,其动力系统输出的功率为           kW。

5.在世博园区,运行着许多氢燃料汽车,其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。

(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:

       ①把多用表的选择开关调至电流档,并选择恰当量程,串联在电路中。读出电流I

       ②把多用表的选择开关调至电压档,把红、黑表笔并联在电动机两端,其中红表笔应该接在图中         (填“A”或“B”)端。读出电压U

       ③重复步骤①和②,多次测量,取平均值;

       ④根据公式P=         计算氢燃料电池输出功率。

(2)在上述第②步中遗漏的操作是                      

(3)如果该电动机的效率为,汽车运动的速度为v,则汽车的牵引力为         

 

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