1、实验题、计算题专项练(二)22(5分)某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系实验中保持小车的质量M不变，改变砂和砂桶的质量以达到改变拉力的目的，并用砂和砂桶的总重力表示小车所受的拉力的大小其中打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz.(1)若该小组的两位同学各自进行实验，分别得到了如图2所示的图线，则得到这两条图线的原因分别是：图线说明_平衡摩擦力过度_，图线说明_未平衡摩擦力(合理即可)_；(2)该小组同学正确进行操作，完成实验后得到如图3所示的一条纸带(图中为计数点)，已知每两个计数点之间还有4个计时点没有画出，则小车的加速度为a_0.75_m/s2.【解析】(1)根据a
2、，分析可知图线是由于平衡摩擦力过度，图线是由于未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)因为T0.10 s，根据xaT2，小车的加速度为：a0.75 m/s2.23(10分)一实验小组要测量某型号多用电表欧姆挡“10”正常工作时的内阻R 和其内部电源的电动势E，该多用电表欧姆挡“10”的内部电路如图1中虚线框所示(1)若电池内阻为r，表头内阻为Rg，变阻器有效阻值为RH，则R 的理论值为R _RHRgr_.(2)已知该型号多用电表的电源采用2节干电池，实验小组设计了如图2的电路，则虚线框中X为仪器_B_，电压表应选用_C_(填仪器前的字母序号)A滑动变阻器B电阻箱C量程3 V的电压表D量程15 V的电
3、压表(3)实验操作步骤如下：调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左侧零刻度处，再将挡位选择开关调至欧姆挡“10”，短接红黑表笔，调节“欧姆调零旋钮”使指针指在表盘右侧零刻度处；将图2电路与多用电表的表笔连接，黑表笔应连接_A_端(填“A”或“B”)；改变仪器X的阻值，读取多组电压表和仪器X的示数U和R.(4)实验小组对测量数据进行分析后，一部分同学发现与呈线性关系，另一部分同学发现U与呈线性关系，并各自作出了相应的图像如图3和图4所示根据图3中所给数据，可得所测电动势E ，内阻R ；根据图4中所给数据，可得所测电动势E_b3_，内阻R .(用图中字母表示)【解析】(1)欧姆表的内阻应为表内所有
4、元件电阻之和，即RRHRgr；(2)滑动变阻器无法读出阻值，应选B(电阻箱)，两节干电池的电动势最大为3.0 V，所以应选C(量程3 V的电压表)；(3)黑表笔连接内部电源的正极，所以应接图2电路的A端；(4)由闭合电路欧姆定律得：EUIRUR，可变形为：，所以：图3中，图线与纵轴的截距a1，斜率，即E，R；又可以变形为：UER，所以图4中，图线与纵轴的截距b3E，斜率R，即Eb3，R.24(12分)如图所示，倾角为37的斜面与水平面平滑连接，质量为m的小物块A从斜面上离地高H3 m处滑下，与静止于斜面底端质量为2m的小物块B发生完全弹性碰撞(碰撞时间极短且为正碰)已知小物块A和B均可以看成质
5、点，所有接触面的动摩擦因数均为0.3，取g10 m/s2.求：(计算结果保留两位有效数字)(1)小物块A与小物块B碰撞后沿斜面上升的最大高度h；(2)小物块A与小物块B均停止运动后，两者之间的距离d.【答案】(1)0.14 m(2)2.4 m【解析】(1)设A与B碰撞前A的速度为v0，碰撞后A的速度为v1、B的速度为v2，则A沿斜面下滑的过程，由动能定理可得：mgHfsmv0(1分)又fmgcos (1分)由几何关系可知：s(1分)A、B发生完全弹性碰撞，动量守恒、能量守恒，可得：mv0mv12mv2(1分)mvmv(2m)v(1分)对碰撞后A返回斜面的过程，由动能定理有：mghmgcos 0
6、mv(1分)联立解得：h0.14 m(1分)(2)A、B碰撞后，对B由动能定理得：(2m)gsB0(2m)v(1分)对A由动能定理得：2mgcos mgsA0mv(1分)由题可知：dsBsA(1分)解得：d2.4 m(2分)25(20分)如图所示为真空中某竖直平面内的xOy坐标系已知在x0区域有匀强磁场B(方向如图所示，大小未知)，在第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场E1(大小未知)，质量为m、电荷量为q的粒子从点A(0，l)垂直于y轴以速度v0射入第三象限，做匀速圆周运动从点C(0，l)垂直于y轴射入第一象限，在第一象限内做曲线运动并从点D穿过x轴进入第四象限，通过D点时的速度为v1(大小未
7、知)，v1的方向与x轴正方向成45角，不考虑粒子的重力，则：(1)请确定匀强磁场磁感应强度B的大小；(2)请确定匀强电场的电场强度E1的大小和D点的坐标(用l表示)；(3)若粒子经过D点后立即进入一个场强为E2的矩形匀强电场，在该电场的作用下可以返回A点并沿固定路线做周期性运动，请确定该电场存在的最小区域及E2的大小和方向【答案】(1)B(2)E1D点坐标为(2l,0)(3)见解析【解析】(1)由题，粒子在二、三象限内做匀速圆周运动，可知其轨迹圆心为点O，半径为l，qBv0m(1分)解得：B(1分)(2)由题知，粒子在第一象限内做类平抛运动，竖直位移为l，水平位移即为D点横坐标xD，有：a(1
8、分)lat2(1分)xDv0t(1分)tan (1分)v1yat(1分)解得：xD2l，E1(1分)D点坐标为(2l,0)(1分)(3)若要使该粒子可以返回A点并沿固定路线做周期性运动，则应满足：v1的水平分量v1x需反向且大小为v0，v1的竖直分量v1y需减小为零由题及(2)知：v1xv0，v1yv0(1分)由于E2为匀强电场，所以粒子在第四象限内做匀变速运动，设粒子在x方向的加速度大小为ax，位移为sx，在y方向的加速度大小为ay，位移为sy，则有：v1xaxtv0(1分)v1yayt0(1分)sxv1xtaxt20(1分)syv1ytayt2l(1分)设E2在x负方向的分量为E2x，y方向的分量为E2y，E2与x负方向的夹角为，则有：qE2xmaxqE2ymay(1分)E2(1分)tan (1分)解得：E2，arctan (如图所示)(1分)设粒子达到电场最右端时与D点的水平距离为sx，则sxt，其中tsx(1分)匀强电场为矩形区域，四个顶点分别为(2l,0)，(2l，l)，.(1分)
