Ⅰ.氣墊導軌工作時,空氣從導軌表面的小孔噴出,在導軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層,使滑塊不與導軌表面直接接觸,故滑塊運動時受到的阻力大大減小,可以忽略不計.為了探究做功與物體動能之間的關系,在氣墊導軌上放置一帶有遮光片的滑塊,滑塊的一端與輕彈簧相接,彈簧另一端固定在氣墊導軌的一端,將一光電門P固定在氣墊導軌底座上適當位置(如圖1),使彈簧處于自然狀態(tài)時,滑塊上的遮光片剛好位于光電門的擋光位置,與光電門相連的光電計時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間.實驗步驟如下:
①用游標卡尺測量遮光片的寬度d;
②在氣墊導軌上適當位置標記一點A(圖中未標出,AP間距離遠大于d),將滑塊從A點由靜止釋放.由光電計時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t;
③利用所測數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過光電門時的速度V;
④更換勁度系數(shù)不同而自然長度相同的彈簧重復實驗步驟②③,記錄彈簧勁度系數(shù)及相應的速度V,如下表所示:
彈簧勁度系數(shù) |
k |
2k |
3k |
4k |
5k |
6k |
V (m/s) |
0.71 |
1.00 |
1.22 |
1.41 |
1.58 |
1.73 |
V2 (m2/s2) |
0.50 |
1.00 |
1.49 |
1.99 |
2.49 |
2.99 |
V3 (m3/s3) |
0.36 |
1.00 |
1.82 |
2.80 |
3.94 |
5.18 |
(1)測量遮光片的寬度時游標卡尺讀數(shù)如圖2所示,讀得d=
m;
(2)用測量的物理量表示遮光片通過光電門時滑塊的速度的表達式V=
;
(3)已知滑塊從A點運動到光電門P處的過程中,彈簧對滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比,根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù),可得出合力對滑塊做的功W與滑塊通過光電門時的速度V的關系是
.
Ⅱ.現(xiàn)已離不開電視、手機等電子產(chǎn)品,但這些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含多種重金屬離子的廢水,這些廢水是否達標也引起了人們的關注.某同學想測出學校附近一工廠排出廢水的電阻率,以判斷廢水是否達到排放標準(一般工業(yè)廢水電阻率的達標值為ρ≥200Ω?m).圖甲為該同學所用盛水容器,其左、右兩側面為帶有接線柱的金屬薄板(電阻極小),其余四面由絕緣材料制成,容器內(nèi)部長a=40cm,寬b=20cm,高c=10cm.他將水樣注滿容器后,進行以下操作:
(1)他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個檔位粗測水樣的電阻值時,表盤上指針如圖乙中所示,則所測水樣的電阻約為
Ω.
(2)他從實驗室中找到如下實驗器材更精確地測量所取水樣的電阻:
A.電流表(量程5mA,電阻R
A=800Ω)
B.電壓表(量程15V,電阻R
V約為10.0kΩ)
C.滑動變阻器(0~20Ω,額定電流1A)
D.電源(12V,內(nèi)阻約10Ω)
E.開關一只、導線若干
請用筆線代替導線幫他在圖丙中完成電路連接.
(3)正確連接電路后,這位同學閉合開關,測得一組U、I數(shù)據(jù);再調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復上述測量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示,請你在圖丁的坐標系中作出U-I關系圖線.
U/V |
2.0 |
3.8 |
6.8 |
8.0 |
10.2 |
11.6 |
I/mA |
0.73 |
1.36 |
2.20 |
2.89 |
3.66 |
4.15 |
(4)由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為
Ω?m.據(jù)此可知,所測水樣在電阻率這一指標上
(選填“達標”或“不達標”).