Question

I．（1）一條紙帶與做勻加速直線運(yùn)動的小車相連，通過打點計時器打下一系列點，從打下的點中選取若干計數(shù)點，如圖1中A、B、G、D、層所示，紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點之間有四個點未畫出．現(xiàn)測出AB=2.20cm，AC=6.40cm，AD=12.58cm，AE=20.80cm，已知打點計時器電源頻率為50Hz，請回答下列問題：
①打D點時，小車的速度大小為______m/s；
②小車運(yùn)動的加速度大小為______m/s²．（①②均保留兩熊有效數(shù)字）

（2）在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動中，某小組設(shè)計了如圖2所示的實驗裝置，圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運(yùn)動，然后同時停止，本探究實驗是通過比較兩小車的位移大小來比較小車加速度的大�。�能進(jìn)行這樣的比較．是因為？______．
II．有一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，現(xiàn)要用實驗的方法測定這種導(dǎo)體材料的電阻率，若已測得其長度和橫截面積，還需要測出它的電阻值R_x．
（1）若已知這段導(dǎo)體的電阻約為30Ω，要盡量精確的測量其電阻值，除了需要導(dǎo)線、開關(guān)以外，在以下備選器材中應(yīng)選用的是______．（只填寫字母代號）
A．電池（電動勢14V、內(nèi)阻可忽略不計）
B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.12Ω）
C．電流表（量程0～100m A，內(nèi)阻約12Ω）
D．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
E．電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
F．滑動變阻器（0～10Ω，允許最大電流2.0A）
G．滑動變阻器（0～500Ω，允許最大電流0.5A）
（2）請在答題卡方框中畫出測這段導(dǎo)體電阻的實驗電路圖（要求直接測量的變化范圍盡可能大一些）．
（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出該導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖3所示，發(fā)現(xiàn)MN段明顯向上彎曲．若實驗的操作、讀數(shù)、記錄、描點和繪圖等過程均正確無誤，則出現(xiàn)這一彎曲現(xiàn)象的主要原因是______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度可以求出D點的速度；由△x=at²可以求出物體的加速度．
（2）小車做初速度為零的勻加速運(yùn)動，運(yùn)動時間相同，根據(jù)勻變速運(yùn)動的位移公式分析答題．
Ⅱ（1）實驗需要有電源，根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)實驗要求及實驗器材確定滑動變阻器及電流表的接法，然后作出電路圖．
（3）從溫度對電阻率的影響分析答題．
解答：解：Ⅰ（1）①計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，D點的速度：
v_D=====72cm/s=0.72m/s；
②設(shè)AC段的位移為x₁，則：x₁=6.40×10^-2m；CE段的位移為x₂，則：x₂=14.40×10^-2m
由：x₂-x₁=at²（注意：t為發(fā)生x₁或x₂這個位移所用時間，所以t=0.1×2=0.2s）得：
14.40×10^-2m-6.40×10^-2m=a×0.2²，解得：a=2.0m/s²．
（2）由題意知，兩小車做初速度為零的勻加速運(yùn)動，兩小車的運(yùn)動時間t相同，
由x=at²可知，在運(yùn)動時間相同的情況下，小車的加速度a與位移成正比，
因此可以通過比較兩小車的位移大小來比較小車加速度的大小．
Ⅱ（1）實驗中需要電源：A．電池（電動勢14V、內(nèi)阻可忽略不計）；電路最大電流約為I==≈0.5A，電流表可選：B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.12Ω）；電源電動勢為14V，電壓表可選：E．電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；電源電動勢為14V，滑動變阻器可選，F(xiàn)、0～10Ω，允許最大電流2.0A；即還需要的實驗器材為：ABEF．
（2）要準(zhǔn)確測量電阻阻值，應(yīng)進(jìn)行多次測量求平均值，測量多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器可以采用分壓接法；待測電阻阻值約為30Ω，電流表內(nèi)阻約為0.12Ω，電壓表內(nèi)阻約為15kΩ，相對來說，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表可以采用外接法，電路圖如圖所示．
（3））伴隨導(dǎo)體中的電流增大，電流流過電阻產(chǎn)生的熱量越來越多，電阻溫度越來越高，
導(dǎo)體電阻率變大，導(dǎo)體電阻變大，導(dǎo)體電阻不再是定值，因此導(dǎo)體的伏安曲線不再是直線而發(fā)生彎曲．
故答案為：I、（1）①0.72；②2.0；（2）小車做初速度為零的勻加速運(yùn)動，運(yùn)動時間相對，加速度與位移成正比；
II、（1）ABEF；（2）電路圖如圖所示；（3）伴隨導(dǎo)體中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大．
點評：本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理、選擇實驗器材、設(shè)計實驗電路圖等問題，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可求出物體的瞬時速度與加速度；設(shè)計實驗電路圖是本題的難點，確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計實驗電路圖的關(guān)鍵．