物理 热门试卷

某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验，图1(a)为装置示意图。

(1)实验原理。

某种薄膜受到小球冲击时会发光，通过测量发光光谱的相对光强峰值，可得最大冲击力F，结合动量定理可估测薄膜压缩时间t。

(2)实验操作及数据处理。

①称量小球质量，记录质量m。

②断开电磁铁电源，使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。

③图1(b)为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离和，可得s1为_____cm，为6.66cm。相邻两个位置的时间间隔为T，则小球在B位置处的速度_____(用、和T表示)；与薄膜接触前瞬间，小球在C位置处的速度_____(用、和T表示)。

④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为158a.u.。图2为已知的关系图像，可读得F为____N。

⑤m=30.0g，T=0.02s，由动量定理可估测薄膜压缩时间，将数据代入可得t=_____s(结果保留3位有效数字)。

棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置，如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻，所用器材有：电源E；微安表；定值电阻；电阻箱R；开关和；导线若干。

(1)弹簧劲度系数测量。

①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上，如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。

②在弹簧上端加一个砝码，待砝码_____后读数，记录弹簧长度。

③依次增加砝码，重复步骤②。

④根据实验数据，描绘压力F与弹簧压缩量x的F-x图线，图线为直线，则图线的_____表示弹簧劲度系数。

(2)棉花的电阻Rc测量。

①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量，记录质量。

②将某棉花样品装进装置中，装上绝缘压板，确保环形电极与棉花接触良好，固定顶盖，正确连接电路。

③闭合和，调节R，使指针偏转到某一合适位置。此时R的示数如图2，读数为_____，记为。断开和。

④缓慢旋进螺杆压紧棉花，确保压力达到回潮率测量的要求。保持断开，闭合，发现示数变_____，将R的阻值_____，使指针偏转到与步骤③相同的位置。记录R的示数。断开，利用所测量的物理量，可得棉花的电阻表达式=_____。

(3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。

图(a)所示的空气垫是由多个相连的独立气室构成的包装材料，其简化模型如图(b)。充气前气室内均没有气体，在室温下，将压强、体积的气体通过单向阀充入10个气室(忽略气道内气体)，此时每个气室均为圆柱体，横截面半径为r，长度为h，当充气后的气室受到挤压变形时，其横截面变成图(c)所示的“跑道”形(两端是直径为d的半圆)，且气室长度、横截面周长均保持不变，气室内气体可视为理想气体，充气及挤压变形过程中气体温度始终与室温相同。

(1)求充气后未挤压变形时气室中的压强；

(2)求挤压变形后气室中的压强；

(3)已知气室中的压强超过时气室会爆破，若气室经如图(c)所示的挤压变形后，体积不变、室温升高，求气室不爆破的最高室温。

如图是一种球形机器人跳跃原理的示意图，水平横轴过球心O点与外壳固定，外壳上的两挡板位于过O点的水平线上，两质量均为m的摆锤，由长均为R的不可伸长轻绳悬挂于轴上的O点，初始时刻，两摆锤同时以水平初速度从最低点向相反方向摆动，直至与两挡板发生碰撞，碰撞时间极短，随后带动外壳以共同速度竖直向上运动，机器人到达最高点后落回地面瞬间，外壳立即静止，两摆锤速度不变，与挡板分离，继续向下运动，已知机器人(含摆锤)总质量为M=4kg，m=1kg，R=0.4m，。重力加速度取g=10m/s2，忽略空气阻力，摆锤可视为质点，求:

(1)摆锤与挡板碰撞后瞬间，机器人的动能；

(2)机器人外壳上升的最大高度h；

(3)从摆锤开始运动到第一次外壳落地静止过程中的机械能损失。