a.測出盒子A和手機的總質(zhì)量m0;
b.將手機放到盒子A中,調(diào)整盒子B中細沙的質(zhì)量,使整個裝置恰能處于靜止狀態(tài);
c.在盒子B的下端掛一個質(zhì)量為m的鉤碼C,用手拉住盒子A,穩(wěn)定后由靜止釋放;
d.通過軟件測得手機的加速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。
(1)根據(jù)圖像,最好選擇 時間段的運動過程,進行機械能守恒定律的驗證。
(2)在(1)所選的時間段內(nèi),盒子B的末速度大小v= m/s,下落的高度h= m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,若要驗證機械能守恒定律,需要驗證的關(guān)系式為 (用所給物理量的符號表示)。
答案 (1)2.0~3.5 s
(2)1.2 0.90
(3)mgh=12(2m0+m)v2
解析 (1)0~2.0 s內(nèi)加速度為零,可能還沒有釋放手機,4.0~6.0 s內(nèi)加速度為零,手機可能落地,2.0~3.5 s內(nèi)加速度不為零,手機在加速運動,所以最好選擇2.0~3.5 s時間段的運動過程,進行機械能守恒定律的驗證。
(2)由圖像可得,加速階段速度增加Δv=at=0.8×1.5 m/s=1.2 m/s,則盒子B的末速度大小v=Δv+v0=1.2 m/s,下落的高度h=12at2=0.90 m。
(3)A、B、C組成的系統(tǒng)加速運動時,如果機械能守恒,B、C減少的重力勢能等于A增加的重力勢能和系統(tǒng)增加的動能之和,則有(m0+m)gh=m0gh+12(2m0+m)v2,即mgh=12(2m0+m)v2。
2.(8分)(2024廣東高三階段練習(xí))某多用電表的電阻擋內(nèi)部電路示意圖如圖甲所示,該多用電表長時間未使用。
(1)王同學(xué)在對該表進行歐姆調(diào)零時,該多用電表的B表筆應(yīng)為 (選填“紅”或“黑”)表筆。
(2)由于長時間未使用,該表內(nèi)部電源電動勢發(fā)生了較大變化,導(dǎo)致無法進行歐姆調(diào)零。為了測得現(xiàn)在的電源電動勢,王同學(xué)將毫安表和電阻箱串聯(lián)在兩表筆間,實驗電路如圖乙所示,實驗時選擇電阻擋“×1”擋位,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當毫安表的讀數(shù)為100 mA時,多用電表指針恰好指在整個表盤的中央刻度處,則該多用電表電阻擋的表頭G的量程為 mA。
(3)連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,記錄多組電阻箱阻值R和通過毫安表的電流I,作出R-1I圖像如圖丙所示,則電源的電動勢E= (用a和b表示);該方法測得的電動勢 (選填“有”或“無”)系統(tǒng)誤差。
(4)該同學(xué)觀察到多用電表指針恰好指在整個表盤的中央刻度處的數(shù)值為15,則該電阻表在可以正常使用的情況下,電源的電動勢為 V。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1)黑
(2)200
(3)ba 無
(4)3.0
解析 (1)電流從多用電表的紅表筆流入,從多用電表的黑表筆流出,則B表筆應(yīng)為黑表筆。
(2)設(shè)多用電表電阻擋的表頭G的量程為Ig,由題意可得12Ig=100 mA,解得Ig=200 mA。
(3)設(shè)回路中除電阻箱之外的總電阻為r,根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=I(R+r),整理得R=EI-r,電源的電動勢為E=k=ba。
由于表達式E=I(R+r)中,r為回路中除電阻箱之外的總電阻,包含了毫安表的內(nèi)阻,可知該方法測得的電動勢無系統(tǒng)誤差。
(4)多用電表指針恰好指在整個表盤的中央刻度處的數(shù)值為15,電源的電動勢為E=I×2R=0.1×2×15 V=3.0 V。

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