21、Ⅰ(8分).气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,故滑块运动时受到的阻力大大减小,可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系,在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块,滑块的一端与轻弹簧相接,弹簧另一端固定在气垫导轨的一端,将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1),使弹簧处于自然状态时,滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下:

①用游标卡尺测量遮光片的宽度d

②在气垫导轨上适当位置标记一点A(图中未标出,AP间距离远大于d),将滑块从A点由静止释放.由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t

③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度V

④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③,记录弹簧劲度系数及相应的速度V,如下表所示:

弹簧劲度系数
k
2k
3k
4k
5k
6k
V (m/s)
0.71
1.00
1.22
1.41
1.58
1.73
V2  (m2/s2)
0.50
1.00
1.49
1.99
2.49
2.99
V3  (m3/s3)
0.36
1.00
1.82
2.80
3.94
5.18

(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示,读得d        m;

(2)用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式V        

(3)已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中,弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比,根据表中记录的数据,可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度V的关系是       

Ⅱ.(10分)现已离不开电视、手机等电子产品,但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水,这些废水是否达标也引起了人们的关注.某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为≥200Ω·m).图甲为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,容器内部长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.他将水样注满容器后,进行以下操作:

⑴他先后用多用电表欧姆档的“×1k”、“×100”两个档位粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙中所示,则所测水样的电阻约为    Ω.

 

⑵他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所

取水样的电阻:

  A.电流表(量程5mA,电阻RA =800Ω)

  B.电压表(量程15V,电阻RV约为10.0kΩ)

C.滑动变阻器(0-20Ω,额定电流1A)

D.电源(12V,内阻约10Ω)

E.开关一只、导线若干

请用笔线代替导线帮他在图丙中完成电路连接.

⑶正确连接电路后,这位同学闭合开关,测得一组UI数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量得出一系列数据如下表所示,请你在图丁的坐标系中作出U-I关系图线.

U/V
2.0
3.8
6.8
8.0
10.2
11.6
I/mA
0.73
1.36
2.20
2.89
3.66
4.15

⑷由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为     Ω·m.据此可知,所测水样在电阻率这一指标上      (选填“达标”或“不达标”).

22(18分)如图所示,一光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零.每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.

t/s
0.0
0.2
0.4
¼
2.2
2.4
¼
v/m∙s-1
0.0
1.0
2.0
¼
3.3
2.1
¼

 
 

试求:

(1)斜面的倾角a 

(2)恒力F的大小.

(3)t=1.6s时物体的瞬时速度.

 0  273205  273213  273219  273223  273229  273231  273235  273241  273243  273249  273255  273259  273261  273265  273271  273273  273279  273283  273285  273289  273291  273295  273297  273299  273300  273301  273303  273304  273305  273307  273309  273313  273315  273319  273321  273325  273331  273333  273339  273343  273345  273349  273355  273361  273363  273369  273373  273375  273381  273385  273391  273399  447090 

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