题目内容

如图所示，质量为6kg的小球A与质量为3kg的小球B，用轻弹簧相连后在光滑的水平面上以速度v0向左匀速运动，在A球与左侧墙壁碰，撞后两球继续运动的过程中，弹簧的最大弹性势能为4J，若A球与左墙壁碰撞前后无机械能损失，试求v0的大小：

解：由于A球与左墙壁前后无机械能损失，所以球与左侧墙壁碰撞后的速度大小仍为，方向水平向右，如图甲所示。                   （1）2分
由题意分析可知，在A球与左侧墙壁后两球继续运动的过程中，当A、B小球的速度相等时（设大小为v，如图乙所示），弹簧的弹性势能最大。         （2）2分
对于A、B小球和弹簧组成的系统，从甲图到乙图过程中，由动量守恒定律得：                              （3）2分
由机械能守恒得：           （4）2分
由（3）、（4）解得：=1ms。             （5）2分

解析

练习册系列答案
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（1）在研究碰撞中的动量守恒实验中，让质量为m1的小球从圆弧轨道上沿轨道向下运动，去碰原来静止在小支柱上的质量为m2的小球．
①选用小球时，应满足[]
A．m1=m2 B．m1＞m2
C．m1＜m2 D．m1＜＜m2
②实验要求[]
A．圆弧轨道必须是光滑的
B．轨道末端的切线是水平的
C．m1与m2的球心在碰撞的瞬间在同一高度
D．m1每次都从同一高度释放（无初速）
③必须测量[]
A．小球质量m1和m2
B．小球半径r1和r2
C．桌面到地面的高度h
D．小球m1的起始高度
E．小球的飞行时间
F．小球m1未碰撞时飞出的水平距离
G．小球m1和m2碰撞后两球飞出的水平距离
（2）（10分）有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
①用如图所示的电路进行测量，电压表应选用
A
A
，电流表应选用
D
D
滑动变阻器应选用
E
E
．（用序号字母表示）
②通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为
10
10
Ω．
③若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为
11.4
11.4
Ω的电阻．
（Ⅰ）（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图1所示．设重锤质量为m，交流电周期为T，则打点4时重锤的动能可以表示为
1
8
m（
h5-h3
T
）2或
1
2
m（
h5-h3
2T
）2
1
8
m（
h5-h3
T
）2或
1
2
m（
h5-h3
2T
）2
．
（2）为了求起点0到点4重锤的重力势能变化量，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是
A
A
．（填选项的序号即可）
A．取当地的实际g值
B．根据打出的纸带，用△s=gT2求出
C．近似取10m/s2即可
D．以上说法均不对

（Ⅱ）有一额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的图3线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
（1）用如图2所示的电路进行测量，电压表应选用
A
A
，电流表应选用
D
D
，滑动变阻器应选用
E
E
．（用序号字母表示）
（2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为
10
10
Ω；
（3）若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为
11
11
Ω的电阻．
（1）太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波（场）的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到3.8×1026 W．根据爱因斯坦的质能方程估算，单纯地由于这种辐射，太阳每秒钟减少的物质质量约为
 
kg．（保留一位有效数字）
（2）下面三个高中物理教材中的力学实验：A．验证牛顿第二定律，B．探究功与物体速度变化的关系，C．验证机械能守恒定律，在这三个实验中（选填“A”、“B”、“C”）
①需要使用天平测量物体质量的是
 

②需要使用刻度尺测量长度的是
 

③需要求物体通过某点瞬时速度的是
 

（3）有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA，1.0Ω）
D．电流表（3A，0.1Ω）
E．电压表（3V，6kΩ）
F．滑动变阻器（5Ω，3A）
G．蓄电池（6V，0.05Ω）
H．开关一个，带夹子的导线若干．
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①除待测金属管线外，还应选用的器材有
 
（只填代号字母）
②在图中画出你所设计的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．
③实验中需要测量的物理量有：
 
．（标出对应字母）
④计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0=
 
．
（1）如图1是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置．质量 m=1.00kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O 为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔 0.02s打一次点，当地的重力加速度 g=9.80m/s2
①某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是
 

A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
②选取O点到B点来验证机械能守恒定律，重物重力势能减少量△EP=
 
 J；动能增加量
△Ek=
 
 J．（结果取三位有效数字） 实验的结论是
 
．
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（2）如图2某小灯泡上标有“6V 3W”字样，现要测量其正常发光时的实际电阻，实验室提供下列器材：
A、电压表量程（0～3V，内阻约2kΩ）
B、电压表量程（0～l5V，内阻约6kΩ）
C、电流表量程（0～0.6A，内阻约0.5Ω）
D、电流表量程量程2（0～3A，内阻约0.1Ω）
E、滑动变阻器 （20Ω，2A）
F、学生电源（直流10V）及开关、导线等
①实验中电压表量程应选择
 
（填“A”或“B”），
电流表量程应选择
 
（填“C”或“D”）；
②按照实验电路图在图甲中把实验的实物连线图补充完整；
③准确连接电路后，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应该移到
 
端（填“最左”或“最右”）；
④闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡达到其正常发光所需电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的电阻的测量值为
 
．
精英家教网（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是
 
mm． 如图2，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是
 
mm．
（2）均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示．此金属材料质量约为0.1～0.2kg，长约30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管线内径太小，无法直接测量，请根据以下器材，设计一个实验方案测量其内径d．
A．毫米刻度尺            B．螺旋测微器           C．电流表（600mA，10Ω）
D．电流表（3A，0.1Ω）   E．电压表（3V，6kΩ）    F．滑动变阻器（2kΩ，0.5A）
G．滑动变阻器（10Ω，2A）H．直流稳压电源（6V，0.05Ω）  I．开关一个，带夹子的导线若干
①除待测金属材料外，应选用的实验器材有
 
．（只填代号字母）
②根据你设计的实验方案在右边的虚线框内画出实验电路图，并把所选仪器连成实际的测量电路．
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③用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式．

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