1、非选择题仿真练(一)22某实验小组采用如图甲所示的实验装置来研究加速度和力的关系，其中小车的质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，不计所有摩擦。(1)松开砂桶，小车带动纸带运动，若相邻计数点间的时间间隔T0.1 s，数据如图乙所示，则小车的加速度a_m/s2(结果保留三位有效数字)。(2)改变砂桶内砂子的质量，多次实验，以力传感器的示数F为横坐标、小车对应的加速度a为纵坐标，作出的aF图像如图丙，可知小车的质量M_kg。解析：(1)由题意知，小车做匀加速直线运动，由匀加速直线运动的推论xaT2，得a2.00 m/s2。(2)由题意知，小车所受拉力T2F又TMa由，结合aF图像知当a2.4 m/s2
2、时F0.3 N，此时图像斜率为 ，整理得M0.25 kg。答案：(1)2.00(2)0.2523为测定金属丝的电阻率，某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上。用多用电表粗测金属丝的电阻Rx约为5 ，实验室有以下器材可选用：电流表A1(量程300 mA，内阻r15 )；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 )；电压表V(量程20 V，内阻r3约为3 k)；滑动变阻器R1(010 ，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0250 ，额定电流为0.01 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；导线、开关若干。(1)如图甲，用螺旋测微器测量金属丝直径d_mm。(2)为准确
3、测出该金属丝的电阻，要求多测几组数据，请帮该同学在方框内(图乙)画出测量该电阻R的电路原理图(标出所用仪器的代号)，写出对应的表达式Rx_，表达式中各物理量的含义：_。(3)如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、Rx为金属丝电阻值，则该金属丝的电阻率_(用d、L、Rx表示结果)。解析：(1)螺旋测微器的固定刻度为2 mm，可动刻度为15.00.01 mm0.150 mm，故金属丝直径为2 mm0.150 mm2.150 mm。(2)实验中只是要求多测几组数据，故滑动变阻器可以用分压接法，也可以用限流接法；题中所给电压表量程太大，故不选用；要测量Rx的阻值，可以通过把电流表A1作
4、为电压表使用，故实验电路图如图：根据欧姆定律，有：Rx其中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻。(3)根据电阻定律，有：Rx由代入数据，得：。答案：(1)2.150(2)电路原理图见解析图I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，r1为电流表A1的内阻(3)24如图所示，间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻，阻值为R，两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置导轨上，两导体棒电阻均为R，棒与导轨间动摩擦因数均为，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动
5、，当棒ab匀速运动时，棒cd恰要开始滑动，(重力加速度为g)求：(1)棒ab匀速运动的速度大小；(2)若棒ab从开始运动到匀速的过程中流过的电荷量为q，这一过程经历的时间是多少？解析：(1)设棒ab速度为v，则棒ab中的感应电流I棒cd中的感应电流为cd受安培力F1BL当棒cd恰要滑动时，F1mg，即mg得v。(2)设棒ab受恒定拉力为F，匀速运动时棒ab中的电流为I，棒ab所受安培力F2BIL对棒cd: F1BLmg 棒ab: FF2mg2F1mg 得F3mg对棒ab从开始运动到匀速过程，设运动时间为t；由动量定理：(Fmg)tBLtmv而tq故2mgtBLqmv解得t。答案：(1)(2)2
6、5如图，一带电荷量q0.05 C、质量M1 kg的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右端放一可视为质点、质量m1 kg的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数0.75。距平板左端L0.8 m处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。整个空间存在电场强度E100 N/C的水平向左的匀强电场。现将物块与平板一起由静止释放，已知重力加速度g10 m/s2，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。求：(1)平板第二次与挡板即将碰撞时的速率；(2)平板的最小长度；(3)从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。解析：(1)两者相对静止，在电场力作用下一起向左加速，
7、有a2.5 m/s2g故平板M与物块m一起匀加速，根据动能定理可得：qEL(Mm)v12解得v12.0 m/s平板反弹后，物块加速度大小a17.5 m/s2，向左做匀减速运动平板加速度大小a212.5 m/s2，平板向右做匀减速运动，设经历时间t1平板与物块达到共同速度v1，向右为正方向。v1a1t1v1a2t1解得t10.2 s，v10.5 m/s，方向向左。此时平板左端距挡板的距离：x1v1t1a2t120.15 m此后两者一起向左匀加速，设第二次碰撞时速度为v2，则由动能定理可得：qEx1(Mm)v22(Mm)v12解得v21.0 m/s。(2)最后平板、小物块静止(左端与挡板接触)，此
8、时小物块恰好滑到平板最左端，这时的平板长度最短。设平板长为l，全程根据能量守恒可得：qELmgl解得：l0.53 m。(3)设平板第n1次与第n次碰撞反弹速度分别为vn1和vn；平板第n1次反弹后：设经历时间tn1，平板与物块达到共同速度vn1平板vn1vn1a2tn1位移大小xn1vn1tn1a2tn12物块vn1vn1a1tn1由以上三式解得：vn1，tn1，xn1此后两者一起向左匀加速，由动能定理可得：qExn1(Mm)vn2(Mm)vn12解得：2从开始运动到平板和物块恰停止，挡板对平板的总冲量：I2Mv12Mv22Mv32Mv4解得：I8.0 Ns。答案：(1)1.0 m/s(2)0.53 m(3)8.0 Ns