Question

【題目】（1）質量是20g的子彈，以400m/s的速度射入質量是300g、靜止在光滑水平桌面上的木塊，并留在木塊中。在此過程中產生的內能是_____J，子彈對木塊的沖量大小為_____N·s

（2）某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

①在實驗得到的紙帶中，選用如圖乙所示的起點O與相鄰點之間距離約為2mm的紙帶來進行計算。圖中A、B、C、D、E、F，G為七個相鄰的原始點，F點是第n個點。設相鄰點間的時間間隔為T，下列表達式可以用在本實驗中計算F點速度的是_____

A.vF=g(nT) B. C. D.

②測量出各計數點到O點的距離h，并計算出各點的瞬時速度v，然后以v2/2為縱軸、以下落距離h為橫軸作圖，畫出的圖象應是_____

③進一步分析發現，本實驗存在較大誤差，為此設計出用如圖丙所示的實驗裝置，通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未面出）記錄擋光時間t，用毫米刻度尺測出AB之間的距離h，用游標卡尺測得小鐵球的直徑d，重力加速度為g，如果d、t、h、g存在關系式______，則可驗證機械能守恒定律。比較兩個方案，改進后的方案相比原方案的系統誤差減小了主要是因為______

（3）實際電壓表內固并不是無限大，可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯。現要測量一只量程已知的電壓表的內阻，器材如下：

A.待測電壓表（0-3V，內阻約3kΩ待測）

B.電流表（0-3A，內阻0.1Ω）

C.電池組（電動勢約為3V，內阻不計）

D.滑動變阻器

E.變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）

F.開關和導線若干。

某同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作；

①該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內阻的大小，你認為其中相對比較合理的是______（填“甲”或“乙”）電路

②用你選擇的電路進行實驗時，閉合電鍵5，調節變阻箱的阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數和_______（填上文字和符號）

③由所測物理量選擇下面適當坐標軸，能作出相應的直線圖線，最方便的計算出電壓表內阻的是______

（A）U-I （B） （C） （D）U-R

④設直線圖像的斜率為k，截距為b，請寫出待測電壓表內阻表達式Rv=_______。

Answer 1

【答案】1500 7.5 C C 電磁鐵可以控制小球由靜止釋放 乙 電阻箱的示數R C

【解析】

（1）設子彈質量為m，木塊質量為M，子彈初速度為v0，子彈進入木塊過程中，滿足動量守恒：，以及能量守恒：,代入數據可得此過程中產生的內能Q為1500J。在此過程中子彈對木塊的沖量，等于木塊的動量變化，代入可得7.5N·s。

（2）①驗證機械能守恒定律的實驗中，求解某一點處的速度時，AB選項認為物體在做加速度為重力加速度的勻加速直線運動，因此采用勻變速直線運動的公式進行求解，此方法錯誤，因該方法默認為物體只受重力作用，因此無需驗證，機械能一定守恒；CD選項采用在勻變速直線運動中，一段時間內的平均速度等于這段時間內中間時刻的瞬時速度求解，C選項正確，D選項應為。

②物體下落過程中滿足機械能守恒，根據函數圖象，則可知C正確。

③小鐵球下落到B位置時速度為，同時鐵球從A到B滿足機械能守恒：，代入化簡可得；兩個方案相比，改進后的方案可以控制小球由靜止釋放，從而減小誤差。

（3）①甲電路中電流表的示數變化很小，故采用乙電路可以較大范圍的測量數據；

②電路中變化的為電壓表以及電阻箱，因此需要記錄這兩個儀器的示數；

③由閉合電路歐姆定律可知,代入化簡可得,由此可知正確選項為C；

④由③中表達式可知，斜率以及截距，代入求解可得電壓表電阻為。